Java程序执行超时——Future接口介绍

时间：2022-02-17 03:35:03

在Java中，如果需要设定代码执行的最长时间，即超时，可以用Java线程池ExecutorService类配合Future接口来实现。 Future接口是Java标准API的一部分，在java.util.concurrent包中。Future接口是Java线程Future模式的实 现，可以来进行异步计算。

Future模式可以这样来描述：我有一个任务，提交给了Future，Future替我完成这个任务。期间我自己可以去做任何想做的事情。一段时 间之后，我就便可以从Future那儿取出结果。就相当于下了一张订货单，一段时间后可以拿着提订单来提货，这期间可以干别的任何事情。其中Future 接口就是订货单，真正处理订单的是Executor类，它根据Future接口的要求来生产产品。

Future接口提供方法来检测任务是否被执行完，等待任务执行完获得结果，也可以设置任务执行的超时时间。这个设置超时的方法就是实现Java程 序执行超时的关键。

Future接口是一个泛型接口，严格的格式应该是Future<V>，其中V代表了Future执行的任务返回值的类型。 Future接口的方法介绍如下：

  • boolean cancel (boolean mayInterruptIfRunning) 取消任务的执行。参数指定是否立即中断任务执行，或者等等任务结束
  • boolean isCancelled () 任务是否已经取消，任务正常完成前将其取消，则返回 true
  • boolean isDone () 任务是否已经完成。需要注意的是如果任务正常终止、异常或取消，都将返回true
  • V get () throws InterruptedException, ExecutionException  等待任务执行结束，然后获得V类型的结果。InterruptedException 线程被中断异常， ExecutionException任务执行异常，如果任务被取消，还会抛出CancellationException
  • V get (long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException 同上面的get功能一样，多了设置超时时间。参数timeout指定超时时间，uint指定时间的单位，在枚举类TimeUnit中有相关的定义。如果计 算超时，将抛出TimeoutException

Future的实现类有java.util.concurrent.FutureTask<V>即 javax.swing.SwingWorker<T,V>。通常使用FutureTask来处理我们的任务。FutureTask类同时又 实现了Runnable接口，所以可以直接提交给Executor执行。使用FutureTask实现超时执行的代码如下：

  1. ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  2. FutureTask<String> future =
  3. new FutureTask<String>(new Callable<String>() {//使用Callable接口作为构造参数
  4. public String call() {
  5. //真正的任务在这里执行，这里的返回值类型为String，可以为任意类型
  6. }});
  7. executor.execute(future);
  8. //在这里可以做别的任何事情
  9. try {
  10. result = future.get(5000, TimeUnit.MILLISECONDS); //取得结果，同时设置超时执行时间为5秒。同样可以用future.get()，不设置执行超时时间取得结果
  11. } catch (InterruptedException e) {
  12. futureTask.cancel(true);
  13. } catch (ExecutionException e) {
  14. futureTask.cancel(true);
  15. } catch (TimeoutException e) {
  16. futureTask.cancel(true);
  17. } finally {
  18. executor.shutdown();
  19. }

不直接构造Future对象，也可以使用ExecutorService.submit方法来获得Future对象，submit方法即支持以 Callable接口类型，也支持Runnable接口作为参数，具有很大的灵活性。使用示例如下：

  1. ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  2. FutureTask<String> future =　executor.submit(
  3. new Callable<String>() {//使用Callable接口作为构造参数
  4. public String call() {
  5. //真正的任务在这里执行，这里的返回值类型为String，可以为任意类型
  6. }});
  7. //在这里可以做别的任何事情
  8. //同上面取得结果的代码

实现Future接口：

  1. private class FutureTest<V> implements Future<V>{
  2. @Override
  3. public boolean cancel(boolean arg0) {
  4. // TODO Auto-generated method stub
  5. return false;
  6. }
  7. @Override
  8. public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
  9. // TODO Auto-generated method stub
  10. return null;
  11. }
  12. @Override
  13. public V get(long arg0, TimeUnit arg1) throws InterruptedException,
  14. ExecutionException, TimeoutException {
  15. // TODO Auto-generated method stub
  16. return null;
  17. }
  18. @Override
  19. public boolean isCancelled() {
  20. // TODO Auto-generated method stub
  21. return false;
  22. }
  23. @Override
  24. public boolean isDone() {
  25. // TODO Auto-generated method stub
  26. return false;
  27. }
  28. }

实现Callbale接口:

  1. private class CallableTest<V> implements Callable<V>{
  2. @Override
  3. public V call() throws Exception {
  4. // TODO Auto-generated method stub
  5. return null;
  6. }
  7. }

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