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Java并发编程：Callable、Future和FutureTask 创建线程常用的2种方式，一种是直接继承Thread，另外一种就是实现Runnable接口。这2种方式都有一个缺陷就是：在执行完任务之后无法获取执行结果。 如果需要获取执行结果，就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果，这样使用起来就比较麻烦。 而自从Java 1.5开始，就提供了Callable和Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。 今天我们就来讨论一下Callable、Future和FutureTask三个类的使用方法。 一、Callable与Runnable先说一下java.lang.Runnable，它是一个接口，在它里面只声明了一个run()方法： 1 public interface Runnable { 2 public abstract void run(); 3 } 由于run()方法返回值为void类型，所以在执行完任务之后无法返回任何结果。 Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一个接口，在它里面也只声明了一个方法，只不过这个方法叫做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，这是一个泛型接口，call()函数返回的类型就是传递进来的V类型。 那么怎么使用Callable呢？一般情况下是配合ExecutorService来使用的，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本： <T> Future<T> submit(Callable<T> task); <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task); 第一个submit方法里面的参数类型就是Callable。暂时只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合来使用的，具体的使用方法讲在后面讲述。一般情况下我们使用第一个submit方法和第三个submit方法，第二个submit方法很少使用。 二、Future Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。 Future类位于java.util.concurrent包下，它是一个接口： 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接口中声明了5个方法，下面依次解释每个方法的作用： cancel方法 用来取消任务，如果取消任务成功则返回true，如果取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，此方法肯定返回false，即如果取消已经完成的任务会返回false；如果任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayInterruptIfRunning设置为false，则返回false；如果任务还没有执行，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，肯定返回true。 isCancelled方法 表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true。 isDone方法 表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true； get()方法 用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到任务执行完毕才返回； get(long timeout, TimeUnit unit)方法 用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null。 也就是说Future提供了三种功能： 1）判断任务是否完成； 2）能够中断任务； 3）能够获取任务执行结果。 因为Future只是一个接口，所以是无法直接用来创建对象使用的，因此就有了下面的FutureTask。 三、FutureTask我们先来看一下FutureTask的实现： public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> FutureTask类实现了RunnableFuture接口，我们看一下RunnableFuture接口的实现： 21 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> { 22 void run(); 23 } 可以看出RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask实现了RunnableFuture接口。所以它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值。 FutureTask提供了2个构造器： 24 public FutureTask(Callable<V> callable) { 25 } 26 public FutureTask(Runnable runnable, V result) { 27 } 事实上，FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。 四、使用示例1.使用Callable+Future获取执行结果 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("主线程在执行任务"); 42 43 try { 44 System.out.println("task运行结果"+result.get()); 45 } catch (InterruptedException e) { 46 e.printStackTrace(); 47 } catch (ExecutionException e) { 48 e.printStackTrace(); 49 } 50 51 System.out.println("所有任务执行完毕"); 52 } 53 } 54 class Task implements Callable<Integer>{ 55 @Override 56 public Integer call() throws Exception { 57 System.out.println("子线程在进行计算"); 58 Thread.sleep(3000); 59 int sum = 0; 60 for(int i=0;i<100;i++) 61 sum += i; 62 return sum; 63 } 64 } 执行结果： 子线程在进行运算 主线程在执行任务 Task运行结果4950 所有人物执行完毕 2. 使用Callable+FutureTask获取执行结果 65 public class Test { 66 public static void main(String[] args) { 67 //第一种方式 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 //第二种方式，注意这种方式和第一种方式效果是类似的，只不过一个使用的是ExecutorService，一个使用的是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("主线程在执行任务"); 87 88 try { 89 System.out.println("task运行结果"+futureTask.get()); 90 } catch (InterruptedException e) { 91 e.printStackTrace(); 92 } catch (ExecutionException e) { 93 e.printStackTrace(); 94 } 95 96 System.out.println("所有任务执行完毕"); 97 } 98 } 99 class Task implements Callable<Integer>{ 100 @Override 101 public Integer call() throws Exception { 102 System.out.println("子线程在进行计算"); 103 Thread.sleep(3000); 104 int sum = 0; 105 for(int i=0;i<100;i++) 106 sum += i; 107 return sum; 108 } 109 } 如果为了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的结果，则可以声明 Future<?> 形式类型、并返回 null 作为底层任务的结果。
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