12 Callable & Future & FutureTask
创建线程的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。
1 Callable与Runnable
先说一下java.lang.Runnable吧,它是一个接口,在它里面只声明了一个run()方法:
public interface Runnable { public abstract void run(); }
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():
1 public interface Callable<V> { 2 /** 3 * Computes a result, or throws an exception if unable to do so. 4 * 5 * @return computed result 6 * @throws Exception if unable to compute a result 7 */ 8 V call() throws Exception; 9 }
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:
1 <T> Future<T> submit(Callable<T> task); 2 <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); 3 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。
2 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:
1 public interface Future<V> { 2 boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); 3 boolean isCancelled(); 4 boolean isDone(); 5 V get() throws InterruptedException, ExecutionException; 6 V get(long timeout, TimeUnit unit) 7 throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; 8 }
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)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。
3 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:
1 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> { 2 void run(); 3 }
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:
1 public FutureTask(Callable<V> callable) { 2 } 3 public FutureTask(Runnable runnable, V result) { 4 }
事实上,FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。
4 使用示例
1.使用Callable+Future获取执行结果
1 public class Test { 2 public static void main(String[] args) { 3 ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); 4 Task task = new Task(); 5 Future<Integer> result = executor.submit(task); 6 executor.shutdown(); 7 8 try { 9 Thread.sleep(1000); 10 } catch (InterruptedException e1) { 11 e1.printStackTrace(); 12 } 13 14 System.out.println("主线程在执行任务"); 15 16 try { 17 System.out.println("task运行结果"+result.get()); 18 } catch (InterruptedException e) { 19 e.printStackTrace(); 20 } catch (ExecutionException e) { 21 e.printStackTrace(); 22 } 23 24 System.out.println("所有任务执行完毕"); 25 } 26 } 27 class Task implements Callable<Integer>{ 28 @Override 29 public Integer call() throws Exception { 30 System.out.println("子线程在进行计算"); 31 Thread.sleep(3000); 32 int sum = 0; 33 for(int i=0;i<100;i++) 34 sum += i; 35 return sum; 36 } 37 }
执行结果:
子线程在进行计算 主线程在执行任务 task运行结果4950 所有任务执行完毕
2.使用Callable+FutureTask获取执行结果
1 public class Test { 2 public static void main(String[] args) { 3 //第一种方式 4 ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool(); 5 Task task = new Task(); 6 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task); 7 executor.submit(futureTask); 8 executor.shutdown(); 9 10 //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 11 /*Task task = new Task(); 12 FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task); 13 Thread thread = new Thread(futureTask); 14 thread.start();*/ 15 16 try { 17 Thread.sleep(1000); 18 } catch (InterruptedException e1) { 19 e1.printStackTrace(); 20 } 21 22 System.out.println("主线程在执行任务"); 23 24 try { 25 System.out.println("task运行结果"+futureTask.get()); 26 } catch (InterruptedException e) { 27 e.printStackTrace(); 28 } catch (ExecutionException e) { 29 e.printStackTrace(); 30 } 31 32 System.out.println("所有任务执行完毕"); 33 } 34 } 35 class Task implements Callable<Integer>{ 36 @Override 37 public Integer call() throws Exception { 38 System.out.println("子线程在进行计算"); 39 Thread.sleep(3000); 40 int sum = 0; 41 for(int i=0;i<100;i++) 42 sum += i; 43 return sum; 44 } 45 }
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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