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java之Future

news 2025/10/30 8:39:13

一、Future是什么

future是"异步计算的凭证"，启动线程池异步计算后，如果想拿到结果该怎么获取？使用异步线程池返回的Future
线程池的submit方法的返回值类型就是Future
- 怎么获取返回的结果？调用Future的get()/get(long timeout, TimeUnit unit)

@Testpublic void testSXFCache() throws ExecutionException, InterruptedException {// 创建一个线程池ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);// 使用submit方法提交任务，得到Future对象Future<Integer> future = executorService.submit(() -> {try {Thread.sleep(2000);return 20;} catch (InterruptedException e) {throw new RuntimeException(e);}});Integer integer = future.get();// 使用future对象得到结果executorService.shutdown();log.info("结果为:{}", integer);}

二、Future的作用

不同的Future实现类有不同的额外作用，Future类是最顶层的抽象类，它的核心价值是：

提交任务后，立刻拿到"提货单"：线程池/异步框架执行耗时任务时，不会阻塞调用线程，而是返回一个"提货单"Future，可以让调用线程执行完其他操作后，再获取异步任务的结果
提供结果、控制、状态三大能力：

结果	get() / get(timeout) 获取计算结果（可阻塞可超时）
状态	isDone() / isCancelled() 查询任务是否完成/被取消
控制	cancel(mayInterruptIfRunning) 尝试取消任务

三、Future的常用API

方法	说明
`V get()`	阻塞直到任务完成并返回结果
`V get(long timeout, TimeUnit unit)`	带超时的阻塞
`boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)`	尝试取消任务
`boolean isCancelled()`	任务是否已取消
`boolean isDone()`	任务是否已结束（含正常/异常/取消）

四、底层AQS

这个后面还要继续深入学习

五、Future的回调/注册监听器

1、JDK原生Future

没有回调机制，只能阻塞get；

2、CompletableFuture

链式回调：thenApply、thenApplyAsync等等这些方法都会返回新的 CompletableFuture，可无限链。
这个后面还需要再学习

3、ListenableFuture

使用addListener 方法回调
addListener方法可以通过异步线程池创建新的线程执行回调方法
核心方法：

方法	是否异步	默认线程池	示例
`addListener(Runnable, Executor)`	由 Executor 决定	必须传	同步用 `directExecutor()`，异步传线程池
`Futures.addCallback(f, callback, executor)`	同上	必须传	等价写法，更友好

触发条件：Future 被标记为“已完成”（isDone() 瞬间变成 true）,无论结果是成功、失败、取消或异常，只要状态变成已完成，就会触发回调。

六、Future与线程池的关系

Future是获取结果的类，是"提货凭证"；
线程池是实现异步的方式，线程池可以实现异步的效果；线程池可以开启新的线程执行，不阻断调用线程

七、几种Future实现类

CompletableFuture （JDK 8+ 自带）

不需要通过创建异步线程池的得到CompletableFuture，调用CompletableFuture的supplyAsync无参方法时，它会把任务提交到默认的ForkJoinPool.commonPool()(一个JVM全局共享、大小 = CPU 核心数-1的线程池，无需手动创建 )
也可以显示指定线程池

// 1. 无显式线程池 → 用 commonPool
CompletableFuture<Integer> f1 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> heavyTask());// 2. 显式指定线程池 → 走自己的池
ExecutorService myPool = Executors.newCachedThreadPool();
CompletableFuture<Integer> f2 = CompletableFuture.supplyAsync(() -> heavyTask(), myPool);

ListenableFuture

Google Guava 提供
Futures.immediateFuture方法：

| 零延迟 | 返回瞬间 isDone() = true，get() 立刻拿到原值；无后台线程。 |
| 零阻塞 | 调用 get() 不会睡线程；主线程继续跑。 |
| 零异常 | 除非你把 null 当异常，否则永不抛 ExecutionException。 |
| 零资源 | 内部只是一个 ImmediateFuture 单例，不创建 Thread、不占用线程池。 |

特点	说明
零延迟	调用该方法后立刻拿到原值，无后台线程；立即返回isDone() = true
零阻塞	这个方法是同步方法，同步返回，但调用get方法不会阻塞主线程，主线程继续跑
零资源	不创建Thread、不占用线程池

个人理解这个方法的目的：返回一个future类型对象，传入一个value，不需要异步线程执行任何操作，调用get方法时，返回传入的value，仅此而已；目的是保持代码统一，调用方法时都能使用Future对象接收，都可以调用get方法、isDone方法。

SettableFuture

Google Guava 提供
SettableFuture类似空白支票，
“可手动完成”**的 ListenableFuture 实现类，
创建时不带任何结果；
所有阻塞在 get() 上的线程会被立刻唤醒且拿到结果；
可以在任意时刻调用 set(V) 或 setException(Throwable) 把它标记为成功或失败

方法	作用
`static <V> SettableFuture<V> create()`	新建一个未完成的实例
`boolean set(V value)`	手动填成功结果；返回 true（false 表示已被 set）
`boolean setException(Throwable t)`	手动填异常；返回 true
`boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)`	同父接口，也可直接取消

使用示例：

SettableFuture<Data> future = SettableFuture.create();// 消费者线程等待
new Thread(() -> {try {Data data = future.get(); // 阻塞直到 setprocess(data);} catch (ExecutionException e) {handleError(e.getCause());}
}).start();// 生产者线程计算完成后 set
new Thread(() -> {Data data = longTimeCompute();future.set(data);           // 立即唤醒消费者
}).start();

八、CompletableFuture和ListenableFuture比较

维度	CompletableFuture (JDK 8+)	ListenableFuture (Guava)
所属库	官方 JDK (`java.util.concurrent`)	Google Guava
核心能力	Future + 链式阶段 (CompletionStage)	Future + 监听器
链式操作	内置 `thenApply`/`thenCompose`/`handle`/`exceptionally`	需 `Futures.transform`/`addListener`
异常处理	链内传播 `handle`/`exceptionally`	手动 `Futures.catching`
多任务合并	`allOf`/`anyOf`/`thenCombine`	`Futures.allAsList`/`successfulAsList`
异步执行	默认 ForkJoinPool（可自定义）	必须传 Executor
非阻塞回调	原生支持	需指定 Executor
取消/超时	`orTimeout`/`completeOnTimeout`（JDK 9+）	需 ScheduledExecutor
兼容旧 JDK	≥ JDK 8	≥ JDK 7
依赖体积	0（官方）	+ Guava jar
学习成本	低（官方文档+社区大）	中（Guava API 文档）