Future获取任务返回值

submit方法签名

在向线程池ThreadPoolExecutor提交任务时，一般为了方便操作采用execute提交任务，这时线程其实是无返回值的，但是在生产中为了应对各种各样的需求，获取线程返回值是必不可少的，所以SDK提供另一种任务提交方式submit，方法签名如下

// 提交Runnable任务
Future<?> submit(Runnable task);
// 提交Callable任务
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
// 提交Runnable任务及结果引用  
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

很明显三个submit提交任务的返回值都是Future，其实Future是一个接口，Future内部提供五大方法

// 任务取消操作 参数是允许中断正在运行的线程
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
// 判断任务是否取消
boolean isCancelled();
// 判断任务是否结束
boolean isDone();
// 阻塞式的获取任务返回结果
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
// 支持超时功能
V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

需要注意的是，两个get都是阻塞式获取线程返回结果的，所以当调用get后，调用线程就会睡眠，只有当任务返回结果后才会唤醒线程往下执行。

submit方法说明

submit的三大提交方法是有所不同的，不同的场景对应不同的方法。

submit(Runnable task)方法参数是Runnable接口，实现Runnable的线程是没有返回值的，所以这个submit虽然能够返回Future对象，调用其get方法还是返回null值的，Future只能当断言使用，类似于Thread.join方法。
submit(Callable task)方法参数是Callable接口（线程如果实现Callable接口，那么要求实现call()方法，这个方法支持返回值），显然实现Callable的线程是能够返回值的，所以这个submit能够返回Future对象，同时调用get方法还能得到返回值。
Future submit(Runnable task, T result);这个方法的签名稍微有点复杂，和第一种提交方式相比多了result对象，这个对象其实就是后面Future.get出来的返回值，result可以认为是主线程和子线程的桥梁，通过result实现主线程和子线程的通信，可能这样说还是有些模糊，可以参考如下示例思考。

public class Test4 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

        Apple apple = new Apple("red apple",5999.9);
        System.out.println("调用前==" +apple);

        Task task = new Task(apple);
        Future<Apple> submit = executor.submit(task, apple);
        // 阻塞式获取
        Apple result = submit.get();
        System.out.println("调用前==" + result);
    }
}
// 实现线程方法
class Task implements Runnable{
    // 非常重要的一般 相当于是参数传递的形式，可以到线程中修改
    Apple apple;
    public Task(Apple apple){
        this.apple = apple;
    }

    @Override
    public void run() {
        // 在线程中可以操作传入的对象
        apple.setName("green apple");
        System.out.println("操作Apple");
    }
}

class Apple{
    private String name;
    private double price;

    public Apple(String name,double price){
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
	// 省略get set方法 以及toString方法
}

返回结果如下

Future的实现-FutureTask

Future只是一个接口，有接口了必须介绍下它的具体实现FutureTask，FutureTask是一个工具类，这个工具类有两个构造函数，签名如下

public FutureTask(Callable<V> callable)
public FutureTask(Runnable runnable, V result)

FutureTask实现了Runnable,和Future接口，由于现实了Runnable接口，所以FutureTask可以作为参数提交给线程池ThreadPoolExecutor，也可以作为构造参数传递给Thread，而FutureTask还实现了Future就可以获取线程的返回值，所以我们可以得到FutureTask的两种用法。

方法一：作为参数提交到线程池中执行。

// 定义对象
FutureTask<Integer> task = new FutureTask(()->{
    return 1+2;
});

// 定义线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);

// 不要使用这里的返回值，就算是FutureTask实现了Future对象，
// 但是Future也现实了Runnable接口返回值为空
Future<?> submit = executorService.submit(task);

// 返回值获取
System.out.println(task.get());

executorService.shutdown();

方法二：作为构造参数传递给Thread

// 定义对象
FutureTask<Integer> task = new FutureTask(()->{
    return 1+2;
});

// 线程构造方法，传入Runnable的子类
Thread thread = new Thread(task);

thread.start();

System.out.println(task.get());

FutureTask的实战

在数学家华罗庚的文章中提出烧水泡茶的最优解，如下所示

用到编程世界中，那么将上述最优解可以拆分为两个线程去执行

线程A需要完成洗水壶，烧水的工作，完成后等待线程B将洗茶壶，洗茶杯，拿茶叶三个步骤做完，所以线程A在内部需要等待线程B执行完毕才能完成最后泡茶的工作，这里可以采用Thread.join，CountDownLatch，Future都可以实现，以Future为例。

public class UseFutureTask {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 定义线程B的执行
        FutureTask<String> futureTaskB = new FutureTask<>(new ThreadB());

        // 定义线程A的执行
        FutureTask futureTaskA = new FutureTask(new ThreadA(futureTaskB),null);

        // 线程执行
        Thread threadA = new Thread(futureTaskA);
        Thread threadB = new Thread(futureTaskB);
        threadA.start();
        threadB.start();

        futureTaskA.get();
    }
}

// 用于线程A 完成洗水壶 烧水
class ThreadA implements Runnable {
    FutureTask<String> futureTask;
    
    public ThreadA(FutureTask<String> futureTask){
        this.futureTask = futureTask;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("ThreadA 洗水壶");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

            System.out.println("ThreadA 烧水");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(15);
            
            // 需要获取线程B的茶叶
            String teaName = futureTask.get();
            System.out.println("ThreadA 泡茶===="+teaName);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

// 用于线程B 完成洗茶壶 洗茶杯 拿茶叶 需要返回茶叶的
class ThreadB implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("ThreadB 洗茶壶");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        System.out.println("ThreadB 洗茶杯");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);

        System.out.println("ThreadB 拿茶叶");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);

        return "铁观音";
    }
}