Java并发基本实践：退出任务II
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在本系列的上一篇中所述的退出并发任务的方法都是基于JDK 5之前的API，本文将先容利用由JDK 5引入的并发东西包中的API来退出任务。(2013.10.08最后更新)
在本系列的前一篇中报告了三种退出并发任务的方法–遏制线程；可打消的任务；间断，但都是基于JDK 5之前的API。本篇将先容由JDK 5引入的java.concurrent包中的Future来打消任务的执行。
1. Future模式
Future是并发编程中的一种常见设计模式，它相当于是Proxy模式与Thread-Per-Message模式的团结。即，每次都建设一个单独的线程去执行一个耗时的任务，而且建设一个Future工具去持有实际的任务工具，在未来需要的时候再去获取实际任务的执行功效。
依然先建设一个用于扫描文件的任务FileScannerTask，如代码清单1所示，
清单1
public class FileScannerTask implements Runnable {
private File root = null;
private ArrayList<String> filePaths = new ArrayList<String>();
public FileScannerTask(File root) {
if (root == null || !root.exists() || !root.isDirectory()) {
throw new IllegalArgumentException("root must be directory");
}
this.root = root;
}
@Override
public void run() {
travleFiles(root);
}
private void travleFiles(File parent) {
String filePath = parent.getAbsolutePath();
filePaths.add(filePath);
if (parent.isDirectory()) {
File[] children = parent.listFiles();
if (children != null) {
for (File child : children) {
travleFiles(child);
}
}
}
}
public List<String> getFilePaths() {
return (List<String>) filePaths.clone();
}
}
此处的文件扫描任务，提供了一个getFilePaths()要领以答允随时都可以取出当前已扫描过的文件的路径(相当于一个任务快照)。然后，建设一个针对该任务的Future类，如代码清单2所示，
清单2
public class FileScannerFuture {
private FileScannerTask task = null;
public FileScannerFuture(FileScannerTask task) {
new Thread(task).start();
this.task = task;
}
public List<String> getResult() {
return task.getFilePaths();
}
}
FileScannerFuture持有FileScannerTask的引用，并建设一个独立的线程来执行该任务。在任务的执行进程中，应用措施可以在"将来"的某个时刻去获取一个任务的快照，如代码清单3所示，
清单3
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileScannerFuture future = new FileScannerFuture(new FileScannerTask(new File("C:")));
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
List<String> filePaths1 = future.getResult();
System.out.println(filePaths1.size());
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
List<String> filePaths2 = future.getResult();
System.out.println(filePaths2.size());
}
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2. 利用并发东西包中的Future实现
前面所展示的Future实现十分的简略，没有实际应用的意义。利用FileScannerFuture，应用措施在获取filePaths时，无法得知其获取的是否为最终功效，即无法判定FileScannerTask是否已经完成。并且，也不能在须要时遏制FileScannerTask的执行。毫无疑问，由JDK 5引入的并发东西包必定会提供此类实用东西，如FutureTask。为了利用并发东西包中的Future，需要修改前述的FileScannerTask实现，让其实现Callable接口，如代码清单4所示，
清单4
public class FileScannerTask implements Callable<List<String>> {
private File root = null;
private List<String> filePaths = new ArrayList<String>();
public FileScannerTask(File root) {
if (root == null || !root.exists() || !root.isDirectory()) {
throw new IllegalArgumentException("root must be directory");
}
this.root = root;
}
@Override
public List<String> call() {
travleFiles(root);
return filePaths;
}
private void travleFiles(File parent) {
String filePath = parent.getAbsolutePath();
filePaths.add(filePath);
if (parent.isDirectory()) {
File[] children = parent.listFiles();
if (children != null) {
for (File child : children) {
travleFiles(child);
}
}
}
}
public List<String> getFilePaths() {
return (List<String>) filePaths.clone();
}
}
应用措施也要相应的修改成如代码清单5所示，利用ExecutorService来提交任务，并建设一个Future/FutureTask实例。
清单5
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
Future<List<String>> future = executorService.submit(new FileScannerTask(new File("C:")));
try {
List<String> filePaths = future.get();
System.out.println(filePaths.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
executorService.shutdown();
}
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此处就是挪用Future.get()要领来获取任务的执行功效，假如任务没有执行完毕，那么该要领将会被阻塞。该Future实现的长处就是，正常环境下，只有在任务执行完毕之后才气获取其功效，以担保该功效是最终执行功效。
3. 利用Future打消任务
Future除了界说有可获取执行功效的get要领(get()以及get(long timeout, TimeUnit unit))，还界说了三个要领：cancel()，isCancelled()以及isDone()，用于打消任务，以及鉴定任务是否已被打消、已执行完毕。如代码清单6所示，
清单6
public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
}
个中，cancel()要领中的boolean参数若为true，暗示在打消该任务时，若执行该任务的线程仍在运行中，则对其举办间断。如代码清单7所示，若任务执行超时了，那么就打消它。
清单7
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
Future<List<String>> future = executorService.submit(new FileScannerTask(new File("C:")));
try {
List<String> filePaths = future.get(1, TimeUnit.SECONDS);
System.out.println(filePaths.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
future.cancel(true);
}
executorService.shutdown();
}
在实际应用中，打消任务的原由必定不只仅只是超时这么简朴，还大概是由于接管到了用户的指令。此时，则大概会从另一个独立线程去打消该任务。除了打消任务之外，有时还需要取出任务中已经生成的部门功效。但为了可以或许响应任务的退出，首先需要修改FileScannerTask，使恰当任务被打消(间断)时，任务可以或许真正的快速遏制并返回，如代码清单8所示，
清单8
public class FileScannerTask implements Callable<List<String>> {
private void travleFiles(File parent) {
if (Thread.currentThread().isInterrupted()) {
return;
}
String filePath = parent.getAbsolutePath();
filePaths.add(filePath);
if (parent.isDirectory()) {
File[] children = parent.listFiles();
if (children != null) {
for (File child : children) {
travleFiles(child);
}
}
}
}
}
相应地修改应用措施的代码，如代码清单9所示，
清单9
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
FileScannerTask task = new FileScannerTask(new File("C:"));
final Future<List<String>> future = executorService.submit(task);
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
try {
TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
future.cancel(true);
}
}).start();
try {
List<String> filePaths = future.get();
System.out.println(filePaths.size());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
} catch (CancellationException e) {
List<String> filePaths = task.getFilePaths();
System.out.println("Partly result: " + filePaths.size());
}
executorService.shutdown();
}
由上可知，此处利用Future.cancel(true)的本质依然是操作了线程的间断机制。
4. 小结
利用Future可以在任务启动之后的特按机缘再去获取任务的执行功效。由JDK 5引入的并发东西包中提供的Future实现不只可以获取任务的执行功效，还可以用于打消任务的执行。
