转载本文请联系三太子敖丙公众号。在高性能编程中，并发编程已经成为极其重要的一环。当单核CPU的性能已经达到了极限，我们只能通过多核来进一步提升系统的性能，从而催生并发编程。由于并发编程比串行编程更难，更容易出错，所以我们需要借鉴前人一些优秀成熟的设计模式，使我们的设计更加健壮和完善。Future模式是使用最广泛、也极其重要的设计模式。今天就和阿炳一起了解未来模式吧！生活中的Future模式为了更快的理解Future模式，我们先来看一个生活中的例子。场景一：午饭时间到了，同学们要吃饭了。小王下楼，走了20分钟，来到了肯德基。点餐、排队、吃饭用了20分钟，走回公司继续上班用了20分钟，一共1个小时。场景二午饭时间到了，同学们要吃饭了。小王点了一份肯德基外卖，很快，就接到了订单（虽然订单不能当正餐吃，但是有了订单，我怕是吃不下了）。然后小王就可以继续工作了，过了30分钟，外卖到了，然后小王吃了10分钟，就可以继续工作了，还顺利和隔壁的小王扯上了关系。显然，在这两种场景下，小王的工作时间都更加紧凑，尤其是排队的时间可以由外卖员完成，可以更加专注于自己的工作。聪明的你应该已经意识到，场景一是典型的函数同步调用，而场景二是典型的异步调用。场景2的异步调用还有一个特点就是它有一个返回值，也就是我们的订单。这个顺序非常重要。有了这个顺序，我们就可以得到当前调用对应的结果。这里的顺序就像FutureinFuture模式，是契约，也是承诺。虽然订单不能吃，但是订单在手，不怕吃不下。虽然Future不是我们想要的结果，但是持有Future可以在未来得到我们想要的结果。所以Future模式很好的解决了那些需要返回值的异步调用。Future模式中的主要角色一个典型的Future模式由以下几个部分组成：Main：系统启动，调用Client发送请求Client：返回Data对象，立即返回FutureData，开启ClientThread线程组装RealDataData：返回数据接口FutureData:Futuredata，构建速度快，但属于虚拟数据，需要和RealData拼装，比如订单。RealData：真实数据，构建速度比较慢，比如上例中的肯德基午餐。它们之间的关系如下图所示：其中，值得注意的是Data、RealData和FutureData。这是一组典型的代理模式。Data接口代表外部数据，RealData代表真实数据，就像午餐一样。获得它的成本很高，需要很多时间；relativeFutureData，作为RealData的代理，类似于订单/合约，通过FutureData，可以获取未来的RealData。因此，Future模式本质上是Proxy模式的实际应用。实现一个简单的Future模式根据上面的设计，让我们来实现一个简单的代理模式！首先是Data接口，表示数据：publicinterfaceData{publicStringgetResult();}然后是FutureData，也是整个Future模式的核心：publicclassFutureDataimplementsData{//RealData需要在内部维护protectedRealDatarealdata=null;protectedbooleanisReady=false;publicsynchronizedvoidsetRealData(RealDatarealdata){if(isReady){return;}this.realdata=realdata;isReady=true;//RealData已经注入，notifygetResult()notifyAll();}//会等待RealData构造完成publicsynchronizedStringgetResult(){while(!isReady){try{//等到RealData被注入wait();}catch(InterruptedExceptione){}}//真正需要的数据从RealData中获取returnrealdata.result;}}下面是RealData：publicclassRealDataimplementsData{protectedfinalStringresult;publicRealData(Stringpara){StringBuffersb=newStringBuffer();//假设这里很慢，构造RealData不是一件容易的事result=sb.toString();}publicStringgetResult(){returnresult;}}ThengetDatafromClient:publicclassClient{//这是一个异步方法，返回的Data接口是一个FuturepublicDatarequest(finalStringqueryStr){finalFutureDatafuture=newFutureData();newThread(){publicvoidrun(){//RealData的构造很慢，所以在一个单独的线程中，RealDatarealdata=newRealData(queryStr);//setRealData()会notify()等待这个future上的对象future.setRealData(realdata);}}。start();//FutureData会立即返回，不会等待RealData构造完成returnfuture;}}最后一个Main函数串起来：publicstaticvoidmain(String[]args){Clientclient=newClient();//这将立即返回，因为获取的是FutureData而不是RealDataData=client.request("name");System.out.println("请求完成");try{//这里可以使用一个sleep代替其他业务逻辑处理//在处理这些业务逻辑的过程中，创建RealData，充分利用等待时间Thread.sleep(2000);}catch(InterruptedExceptione){}//使用真实的数据，如果这里的数据还没有准备好，getResult()会等待数据准备好，然后返回System.out.println("data="+data.getResult());}这是Future模式最简单的实现，虽然简单，但是已经包含了Future模式最本质的部分，对于大家理解JDK内部的Future对象非常重要。Java中的Future模式Future模式非常常用，以至于它已在JDK中得到完全实现和支持。接下来我们看一下JDK内部的Future实现：首先，JDK内部有一个Future接口，类似于上面说的顺序。当然，作为一个完整的商业产品，这里的Future还有更多的功能，除了获取真实数据的get()方法外，它还提供了一套辅助方法，比如：cancel():如果等待时间过长，可以直接取消任务isCancelled():任务已经取消了吗？isDone():任务完成了吗get():有2个get()方法，不带参数的是无限等待，或者你可以等待给定的时间下面的代码演示了如何使用这个Future://异步操作可以使用一个线程池ExecutorServiceexecutor=Executors.newFixedThreadPool(1);//执行FutureTask，相当于上例中的client.request("name")发送请求//这里启动一个线程执行RealData调用()执行Future
