Java并發(fā)編程：Callable、Future和FutureTask

2019-11-06 06:15:03

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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，就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達(dá)到效果，這樣使用起來就比較麻煩。

　　而自從Java 1.5開始，就提供了Callable和Future，通過它們可以在任務(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。

一.Callable與Runnable

　　先說一下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：

123	`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，只不過這個(gè)方法叫做call()：

123456789 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)來的V類型。

　　那么怎么使用Callable呢？一般情況下是配合ExecutorService來使用的，在ExecutorService接口中聲明了若干個(gè)submit方法的重載版本：

123	`<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：

12345678 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)行過程中的任務(wù)。如果任務(wù)已經(jīng)完成，則無論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)還沒有執(zhí)行，則無論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)用來獲取執(zhí)行結(jié)果，如果在指定時(shí)間內(nèi)，還沒獲取到結(jié)果，就直接返回null。

　　也就是說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，所以是無法直接用來創(chuàng)建對(duì)象使用的，因此就有了下面的FutureTask。

三.FutureTask

　　我們先來看一下FutureTask的實(shí)現(xiàn)：

1	`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)：

123	`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（當(dāng)作線程時(shí)自動(dòng)調(diào)用run方法），又可以作為Future得到Callable的返回值。

　　FutureTask提供了2個(gè)構(gòu)造器：

1234	`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

12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637 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：

View Code

　　2.使用Callable+FutureTask獲取執(zhí)行結(jié)果

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445 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; }}