并行程序设计模式-Future模式

今天药忘吃喽~ 2022-05-23 05:29 214阅读 0赞

#### 定义 ####

Future模式，在程序设计中，当客户端发送一个请求，期望得到回复，但服务程序处理这个请求非常耗时，在传统的单线程环境下，它必须同步等到服务程序返回结果后才能继续执行。**而使用Future模式，将调用方式改用异步，使得主调用函数可以使用原先等待返回的时间段处理其他事务**。

#### UML ####

![这里写图片描述][70]

#### 结构 ####

![这里写图片描述][70 1]

#### 角色 ####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>角色</th> 
   <th align="center">作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Main</td> 
   <td align="center">系统启动，调用Client发出请求</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Client</td> 
   <td align="center">返回Data对象，立即返回FutureData，并开启Client Thread线程装配RealData</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Data</td> 
   <td align="center">返回数据的接口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FutureData</td> 
   <td align="center">Future数据，构造很快，但是是一个虚拟的数据，需要装备RealData</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RealData</td> 
   <td align="center">真实数据，构造比较慢</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 代码 ####

public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Client client = new Client();
            Data data = client.request("name");
            System.out.println("请求完毕");
            try {
                //模拟处理其他逻辑
                Thread.sleep(2000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            //使用真实数据
            System.out.println("数据=" + data.getResult());
        }
    }

public class Client { 
        public Data request(final String queryStr) {
            final FutureData futureData = new FutureData();
            new Thread(() -> {
                RealData realData = new RealData(queryStr);
                futureData.setRealData(realData);
            }).start();
            return futureData;
        }
    }

public interface Data { 
        public String getResult();
    }
    public class FutureData implements Data { 
        protected RealData realData;
        protected boolean isReady = false;
        @Override
        public synchronized String getResult() {
            while (!isReady) {
                try {
                    wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return realData.getResult();
        }
    
        public synchronized void setRealData(RealData realData) {
            if (isReady) {
                return;
            }
            this.realData = realData;
            isReady = true;
            notifyAll();
        }
    }
    public class RealData implements Data { 
        protected String result;
        public RealData(String para) {
            try {
                //模拟等待
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            result = "result";
        }
        @Override
        public String getResult() {
            return result;
        }
    }

#### JDK内置实现 ####

![这里写图片描述][70 2]

[70]: /images/20220523/b0f0073557ed4e00b2ae46c2cccc9d12.png
[70 1]: /images/20220523/76ec51e345024035a97b0606165d791e.png
[70 2]: /images/20220523/8f11949df57b4eef9ef484510a12acf7.png