关于Future

1 为什么需要Callable和Future

Runnable没有返回值，也不抛异常，这样主线程不能知道子线程的执行结果。

为了解决这个问题就有了Callable和Future。Callable提供的call方法返回一个结果，然后把这个结果交给Future，主线程通过Future就能够获取子线程执行的结果了。

Callable给子线程提供入参，Future提供子线程的返回值。FutureTask合二为一，它把Callable作为成员保存起来，而它本身就是一个Future。

2 什么是Future

Future被用来表示一个异步计算的未来结果。 

Future提供了5个接口来查询异步任务的计算结果：

isDone：是否执行完了。

两个get，一个阻塞，一个计时阻塞。

cancel，取消任务的执行。

isCanceled，查询任务是否取消了执行。

 

3 Future有什么用

3.1 异步调用和并发

耗时的计算适用于异步和Future。

3.2 Future异步计算的使用举例

计算密集的任务；

处理大的数据结构；

远程方法调用：下载文件、web服务等

 

4 Future是如何实现的

Future能实现本质上是因为java的对象都是放在堆上的。FutureTask是在主线程中创建的对象，将之交给其它线程或者线程池去执行，线程执行完了之后，有一个返回值，将该返回值放在FutureTask的成员outcome上。然后，FutureTask再提供get函数来给主线程获取这个执行的结果。

4.1 FutureTask get实现的原理

第一，维护一个状态机，用户调用get之后，根据不同的执行状态，返回不同的值。 

第二，如果任务还没有执行完，就把该线程放入等待队列，并且调用LockSupport.park()函数让阻塞该线程，这样get就阻塞了。

第三，在任务执行完了之后，会把这些等待队列中的线程踢出，并且调用LockSupport.unpark()函数解除阻塞，线程被唤醒。

 

5 Runnable和Callable比较

5.1 相同点

Runnable和Callable都提供线程的执行体。

5.2 Runable不提供返回值，也不抛异常。Callable提供返回值，可能会抛一个异常

比如FutureTask实现了Callable接口，call方法执行了之后将结果放在FutureTask的outcome成员中。

调用get的时候，如果执行体正常执行则返回该outcome，如果不正常执行就返回Exception。

 

6 Callable的使用场景

6.1 和Thread一起使用

 需要一个中间人FutureTask，该类实现了Runnable和Future接口。因为实现了Runnable接口，因此可以作为参数传给Thread，创建一个新的thread。

FutureTask也可以作为参数传给线程池。

 

7 总结一下

Callable和Future一起使用来获取异步执行的结果。Callable作为入参，提供线程的执行体和该异步计算的返回值。Future作为异步计算的返回结果。

 

8 grpc中对Future的使用，grpc是如何通过Future来实现对异步调用结果的获取的？

异步调用时，服务器端调用执行完了，执行的结果是如何交给客户端的？

io是netty实现的，服务器端的调用执行之后，通过通道告知客户端，然后客户端就调用相应的listener。netty的服务器端和客户端都是有多路复用器的。用于监听各个IO事件。

 

 

 

10  参考资料

10.1 https://www.baeldung.com/java-future

10.2 https://www.geeksforgeeks.org/callable-future-java/

10.3 https://blog.csdn.net/codershamo/article/details/51901057