Java并發(fā)編程：Callable、Future和FutureTask
Java并發(fā)編程：Callable、Future和FutureTask
在前面的文章中我們講述了創(chuàng)建線程的2種方式，一種是直接繼承Thread，另外一種就是實(shí)現(xiàn)Runnable接口。
這2種方式都有一個(gè)缺陷就是：在執(zhí)行完任務(wù)之后無(wú)法獲取執(zhí)行結(jié)果。
如果需要獲取執(zhí)行結(jié)果，就必須通過(guò)共享變量或者使用線程通信的方式來(lái)達(dá)到效果，這樣使用起來(lái)就比較麻煩。
而自從Java 1.5開(kāi)始，就提供了Callable和Future，通過(guò)它們可以在任務(wù)執(zhí)行完畢之后得到任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。
今天我們就來(lái)討論一下Callable、Future和FutureTask三個(gè)類的使用方法。以下是本文的目錄大綱：
一.Callable與Runnable
二.Future
三.FutureTask
四.使用示例
若有不正之處請(qǐng)多多諒解，并歡迎批評(píng)指正。
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一.Callable與Runnable
先說(shuō)一下java.lang.Runnable吧，它是一個(gè)接口，在它里面只聲明了一個(gè)run()方法：
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
由于run()方法返回值為void類型，所以在執(zhí)行完任務(wù)之后無(wú)法返回任何結(jié)果。
Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一個(gè)接口，在它里面也只聲明了一個(gè)方法，只不過(guò)這個(gè)方法叫做call()：
public interface Callable<V> {
/**
* Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
*
* @return computed result
* @throws Exception if unable to compute a result
*/
V call() throws Exception;
}
可以看到，這是一個(gè)泛型接口，call()函數(shù)返回的類型就是傳遞進(jìn)來(lái)的V類型。
那么怎么使用Callable呢？一般情況下是配合ExecutorService來(lái)使用的，在ExecutorService接口中聲明了若干個(gè)submit方法的重載版本：
<T> Future<T> submit(Callable<T> task); <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task);
第一個(gè)submit方法里面的參數(shù)類型就是Callable。
暫時(shí)只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合來(lái)使用的，具體的使用方法講在后面講述。
一般情況下我們使用第一個(gè)submit方法和第三個(gè)submit方法，第二個(gè)submit方法很少使用。
二.Future
Future就是對(duì)于具體的Runnable或者Callable任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行取消、查詢是否完成、獲取結(jié)果。必要時(shí)可以通過(guò)get方法獲取執(zhí)行結(jié)果，該方法會(huì)阻塞直到任務(wù)返回結(jié)果。
Future類位于java.util.concurrent包下，它是一個(gè)接口：
public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
在Future接口中聲明了5個(gè)方法，下面依次解釋每個(gè)方法的作用：
- cancel方法用來(lái)取消任務(wù)，如果取消任務(wù)成功則返回true，如果取消任務(wù)失敗則返回false。參數(shù)mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執(zhí)行卻沒(méi)有執(zhí)行完畢的任務(wù)，如果設(shè)置true，則表示可以取消正在執(zhí)行過(guò)程中的任務(wù)。如果任務(wù)已經(jīng)完成，則無(wú)論mayInterruptIfRunning為true還是false，此方法肯定返回false，即如果取消已經(jīng)完成的任務(wù)會(huì)返回false；如果任務(wù)正在執(zhí)行，若mayInterruptIfRunning設(shè)置為true，則返回true，若mayInterruptIfRunning設(shè)置為false，則返回false；如果任務(wù)還沒(méi)有執(zhí)行，則無(wú)論mayInterruptIfRunning為true還是false，肯定返回true。
- isCancelled方法表示任務(wù)是否被取消成功，如果在任務(wù)正常完成前被取消成功，則返回 true。
- isDone方法表示任務(wù)是否已經(jīng)完成，若任務(wù)完成，則返回true；
- get()方法用來(lái)獲取執(zhí)行結(jié)果，這個(gè)方法會(huì)產(chǎn)生阻塞，會(huì)一直等到任務(wù)執(zhí)行完畢才返回；
- get(long timeout, TimeUnit unit)用來(lái)獲取執(zhí)行結(jié)果，如果在指定時(shí)間內(nèi)，還沒(méi)獲取到結(jié)果，就直接返回null。
也就是說(shuō)Future提供了三種功能：
1）判斷任務(wù)是否完成；
2）能夠中斷任務(wù)；
3）能夠獲取任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。
因?yàn)镕uture只是一個(gè)接口，所以是無(wú)法直接用來(lái)創(chuàng)建對(duì)象使用的，因此就有了下面的FutureTask。
三.FutureTask
我們先來(lái)看一下FutureTask的實(shí)現(xiàn)：
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
FutureTask類實(shí)現(xiàn)了RunnableFuture接口，我們看一下RunnableFuture接口的實(shí)現(xiàn)：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
可以看出RunnableFuture繼承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask實(shí)現(xiàn)了RunnableFuture接口。所以它既可以作為Runnable被線程執(zhí)行，又可以作為Future得到Callable的返回值。
FutureTask提供了2個(gè)構(gòu)造器：
public FutureTask(Callable<V> callable) {
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
}
事實(shí)上，F(xiàn)utureTask是Future接口的一個(gè)唯一實(shí)現(xiàn)類。
四.使用示例
1.使用Callable+Future獲取執(zhí)行結(jié)果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task task = new Task();
Future<Integer> result = executor.submit(task);
executor.shutdown();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("主線程在執(zhí)行任務(wù)");
try {
System.out.println("task運(yùn)行結(jié)果"+result.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢");
}
}
class Task implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("子線程在進(jìn)行計(jì)算");
Thread.sleep(3000);
int sum = 0;
for(int i=0;i<100;i++)
sum += i;
return sum;
}
}
執(zhí)行結(jié)果：
子線程在進(jìn)行計(jì)算
主線程在執(zhí)行任務(wù)
task運(yùn)行結(jié)果4950
所有任務(wù)執(zhí)行完畢
2.使用Callable+FutureTask獲取執(zhí)行結(jié)果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//第一種方式
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task task = new Task();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
executor.submit(futureTask);
executor.shutdown();
//第二種方式，注意這種方式和第一種方式效果是類似的，只不過(guò)一個(gè)使用的是ExecutorService，一個(gè)使用的是Thread
/*Task task = new Task();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();*/
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("主線程在執(zhí)行任務(wù)");
try {
System.out.println("task運(yùn)行結(jié)果"+futureTask.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢");
}
}
class Task implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("子線程在進(jìn)行計(jì)算");
Thread.sleep(3000);
int sum = 0;
for(int i=0;i<100;i++)
sum += i;
return sum;
}
}
如果為了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的結(jié)果，則可以聲明 Future<?> 形式類型、并返回 null 作為底層任務(wù)的結(jié)果。
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