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

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

　　創(chuàng)建線程常用的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。

一、Callable與Runnable

先說一下java.lang.Runnable，它是一個(gè)接口，在它里面只聲明了一個(gè)run()方法：

1 public interface Runnable {

2     public abstract void run();

3 }

　　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()：

4 public interface Callable<V> {

5     /**

6      * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.

7      *

8      * @return computed result

9      * @throws Exception if unable to compute a result

10      */

11     V call() throws Exception;

12 }

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：

<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：

13 public interface Future<V> {

14     boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

15     boolean isCancelled();

16     boolean isDone();

17     V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

18     V get(long timeout, TimeUnit unit)

19         throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

20 }

　　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)方法

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)：

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)：

21 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {

22     void run();

23 }

　　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：

24 public FutureTask(Callable<V> callable) {

25 }

26 public FutureTask(Runnable runnable, V result) {

27 }

　　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

28 public class Test {

29     public static void main(String[] args) {

30         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

31         Task task = new Task();

32         Future<Integer> result = executor.submit(task);

33         executor.shutdown();

34         

35         try {

36             Thread.sleep(1000);

37         } catch (InterruptedException e1) {

38             e1.printStackTrace();

39         }

40         

41         System.out.println("主線程在執(zhí)行任務(wù)");

42         

43         try {

44             System.out.println("task運(yùn)行結(jié)果"+result.get());

45         } catch (InterruptedException e) {

46             e.printStackTrace();

47         } catch (ExecutionException e) {

48             e.printStackTrace();

49         }

50         

51         System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢");

52     }

53 }

54 class Task implements Callable<Integer>{

55     @Override

56     public Integer call() throws Exception {

57         System.out.println("子線程在進(jìn)行計(jì)算");

58         Thread.sleep(3000);

59         int sum = 0;

60         for(int i=0;i<100;i++)

61             sum += i;

62         return sum;

63     }

64 }

執(zhí)行結(jié)果：

子線程在進(jìn)行運(yùn)算

主線程在執(zhí)行任務(wù)

Task運(yùn)行結(jié)果4950

所有人物執(zhí)行完畢

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

65 public class Test {

66     public static void main(String[] args) {

67         //第一種方式

68         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

69         Task task = new Task();

70         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);

71         executor.submit(futureTask);

72         executor.shutdown();

73         

74         //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

75         /*Task task = new Task();

76         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);

77         Thread thread = new Thread(futureTask);

78         thread.start();*/

79         

80         try {

81             Thread.sleep(1000);

82         } catch (InterruptedException e1) {

83             e1.printStackTrace();

84         }

85         

86         System.out.println("主線程在執(zhí)行任務(wù)");

87         

88         try {

89             System.out.println("task運(yùn)行結(jié)果"+futureTask.get());

90         } catch (InterruptedException e) {

91             e.printStackTrace();

92         } catch (ExecutionException e) {

93             e.printStackTrace();

94         }

95         

96         System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢");

97     }

98 }

99 class Task implements Callable<Integer>{

100     @Override

101     public Integer call() throws Exception {

102         System.out.println("子線程在進(jìn)行計(jì)算");

103         Thread.sleep(3000);

104         int sum = 0;

105         for(int i=0;i<100;i++)

106             sum += i;

107         return sum;

108     }

109 }

　　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。



作者：黑馬程序員javaEE培訓(xùn)學(xué)院
首發(fā)：http://java.itheima.com/