Java多線程 Callable、Future 和FutureTask

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前言：

創建線程的2種方式，一種是直接繼承Thread，另外一種就是實現Runnable接口。
這2種方式都有一個缺陷就是：在執行完任務之後無法獲取執行結果。
如果需要獲取執行結果，就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達到效果，這樣使用起來就比較麻煩。
而自從Java 1.5開始，就提供瞭Callable和Future，通過它們可以在任務執行完畢之後得到任務執行結果

1 Callable介紹

Callable接口代表一段可以調用並返回結果的代碼;Future接口表示異步任務，是還沒有完成的任務給出的未來結果。所以說Callable用於產生結果，Future用於獲取結果。

Callable接口使用泛型去定義它的返回類型。Executors類提供瞭一些有用的方法在線程池中執行Callable內的任務。由於Callable任務是並行的（並行就是整體看上去是並行的，其實在某個時間點隻有一個線程在執行），我們必須等待它返回的結果。
java.util.concurrent.Future對象為我們解決瞭這個問題。在線程池提交Callable任務後返回瞭一個Future對象，使用它可以知道Callable任務的狀態和得到Callable返回的執行結果。Future提供瞭get()方法讓我們可以等待Callable結束並獲取它的執行結果。

2 Future介紹

2.1 在Future接口中聲明方法

在Future接口中聲明5種方法下面依次解釋每個方法的作用：

2.2 Future提供瞭三種功能

  • 1）判斷任務是否完成；
  • 2）能夠中斷任務；
  • 3）能夠獲取任務執行結果。

因為Future隻是一個接口，所以是無法直接用來創建對象使用的，因此就有瞭下面的FutureTask。

3 FutureTask

我們先來看一下FutureTask的實現：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

FutureTask類實現瞭RunnableFuture接口，我們看一下RunnableFuture接口的實現：

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

可以看出RunnableFuture繼承瞭Runnable接口和Future接口，而FutureTask實現瞭RunnableFuture接口。所以它既可以作為Runnable被線程執行，又可以作為Future得到Callable的返回值。

FutureTask提供瞭2個構造器：

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

事實上，FutureTask是Future接口的一個唯一實現類。

4 Future和FutureTask的使用

4.1 使用Callable+Future獲取執行結果

public class CallableFutureTest {


    public static void main(String[] args) {
        //創建線程池
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //創建Callable對象任務
        CallableDemo calTask = new CallableDemo();
        //提交任務並獲取執行結果
        Future<Integer> future = es.submit(calTask);
        //關閉線程池
        es.shutdown();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("主線程在執行其他任務");

            if (future.get() != null) {
                //輸出獲取到的結果
                System.out.println("future.get()-->" + future.get());
            } else {
                //輸出獲取到的結果
                System.out.println("future.get()未獲取到結果");
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("主線程在執行完成");
    }


}


class CallableDemo implements Callable<Integer> {

    private int sum;

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("Callable子線程開始計算啦！");
        Thread.sleep(2000);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        System.out.println("Callable子線程計算結束！");
        return sum;
    }
}

Callable子線程開始計算啦！
Callable子線程計算結束！
主線程在執行其他任務
future.get()–>4950
主線程在執行完成

4.2 使用Callable+Future獲取執行結果

public class CallableFutureTest {


    public static void main(String[] args) {
//      //創建線程池
//      ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
//      //創建Callable對象任務
//      CallableDemo calTask=new CallableDemo();
//      //提交任務並獲取執行結果
//      Future<Integer> future =es.submit(calTask);
//      //關閉線程池
//      es.shutdown();

        //創建線程池
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //創建Callable對象任務
        CallableDemo calTask = new CallableDemo();
        //創建FutureTask
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(calTask);
        //執行任務
        es.submit(futureTask);
        //關閉線程池
        es.shutdown();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("主線程在執行其他任務");

            if (futureTask.get() != null) {
                //輸出獲取到的結果
                System.out.println("futureTask.get()-->" + futureTask.get());
            } else {
                //輸出獲取到的結果
                System.out.println("futureTask.get()未獲取到結果");
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("主線程在執行完成");


    }
}

class CallableDemo implements Callable<Integer> {

    private int sum;

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("Callable子線程開始計算啦！");
        Thread.sleep(2000);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        System.out.println("Callable子線程計算結束！");
        return sum;
    }
}

Callable子線程開始計算啦！
Callable子線程計算結束！
主線程在執行其他任務
futureTask.get()–>4950
主線程在執行完成

但其實這兩種方法最終是一樣的：
第一種方式Callable+Future最終也是以Callable+FutureTask的形式實現的。
在第一種方式中調用瞭： Future future = executor.submit(task);
那就讓我們看看executor.submit(task)的源碼吧：

//java.util.concurrent.AbstractExecutorService類中
   /**
     * @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc}
     * @throws NullPointerException       {@inheritDoc}
     */
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);//可以看到源碼中其實是在submit(Callable<T> task)內部創建瞭一個RunnableFuture<T>接口實現類
        execute(ftask);
        return ftask;
    }

而FutureTask又是RunnableFuture的實現類，那就再看看newTaskFor(Callable callable)裡面幹瞭什麼：

 protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
        return new FutureTask<T>(callable);
    }

到此這篇關於Java多線程 Callable、Future 和FutureTask的文章就介紹到這瞭,更多相關Java多線程內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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