Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

做者： 海子

　　　　

出处： http://www.cnblogs.com/dolphin0520/

　　　　

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Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

在前面的文章中咱们讲述了建立线程的2种方式，一种是直接继承Thread，另一种就是实现Runnable接口。

　　这2种方式都有一个缺陷就是：在执行完任务以后没法获取执行结果。

　　若是须要获取执行结果，就必须经过共享变量或者使用线程通讯的方式来达到效果，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，经过它们能够在任务执行完毕以后获得任务执行结果。

　　今天咱们就来讨论一下Callable、Future和FutureTask三个类的使用方法。如下是本文的目录大纲：

　　一.Callable与Runnable

　　二.Future

　　三.FutureTask

　　四.使用示例

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一.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：

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public  interface  Runnable {      public  abstract  void  run(); }

 　　因为run()方法返回值为void类型，因此在执行完任务以后没法返回任何结果。

　　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，只不过这个方法叫作call()：

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public  interface  Callable<V> {      /**       * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.       *       * @return computed result       * @throws Exception if unable to compute a result       */      V call()  throws  Exception; }

 　　能够看到，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？通常状况下是配合ExecutorService来使用的，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本：

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<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。

　　暂时只须要知道Callable通常是和ExecutorService配合来使用的，具体的使用方法讲在后面讲述。

　　通常状况下咱们使用第一个submit方法和第三个submit方法，第二个submit方法不多使用。

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。必要时能够经过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：

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public  interface  Future<V> {      boolean  cancel( boolean  mayInterruptIfRunning);      boolean  isCancelled();      boolean  isDone();      V get()  throws  InterruptedException, ExecutionException;      V get( long  timeout, TimeUnit unit)          throws  InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; }

 　　在Future接口中声明了5个方法，下面依次解释每一个方法的做用：

• cancel方法用来取消任务，若是取消任务成功则返回true，若是取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否容许取消正在执行却没有执行完毕的任务，若是设置true，则表示能够取消正在执行过程当中的任务。若是任务已经完成，则不管mayInterruptIfRunning为true仍是false，此方法确定返回false，即若是取消已经完成的任务会返回false；若是任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayInterruptIfRunning设置为false，则返回false；若是任务尚未执行，则不管mayInterruptIfRunning为true仍是false，确定返回true。
• isCancelled方法表示任务是否被取消成功，若是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，若是在指定时间内，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）可以中断任务；

　　3）可以获取任务执行结果。

　　由于Future只是一个接口，因此是没法直接用来建立对象使用的，所以就有了下面的FutureTask。

三.FutureTask

　　咱们先来看一下FutureTask的实现：

1	public  class  FutureTask<V>  implements  RunnableFuture<V>

 　　FutureTask类实现了RunnableFuture接口，咱们看一下RunnableFuture接口的实现：

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

 　　能够看出RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask实现了RunnableFuture接口。因此它既能够做为Runnable被线程执行，又能够做为Future获得Callable的返回值。

　　FutureTask提供了2个构造器：

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

　　事实上，FutureTask是Future接口的一个惟一实现类。

四.使用示例

　　1.使用Callable+Future获取执行结果

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public  class  Test {      public  static  void  main(String[] args) {          ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();          Task task =  new  Task();          Future<Integer> result = executor.submit(task);          executor.shutdown();                    try  {              Thread.sleep( 1000 );          }  catch  (InterruptedException e1) {              e1.printStackTrace();          }                    System.out.println( "主线程在执行任务" );                    try  {              System.out.println( "task运行结果" +result.get());          }  catch  (InterruptedException e) {              e.printStackTrace();          }  catch  (ExecutionException e) {              e.printStackTrace();          }                    System.out.println( "全部任务执行完毕" );      } } class  Task  implements  Callable<Integer>{      @Override      public  Integer call()  throws  Exception {          System.out.println( "子线程在进行计算" );          Thread.sleep( 3000 );          int  sum =  0 ;          for ( int  i= 0 ;i< 100 ;i++)              sum += i;          return  sum;      } }

 　　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
全部任务执行完毕

　　2.使用Callable+FutureTask获取执行结果

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public  class  Test {      public  static  void  main(String[] args) {          //第一种方式          ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();          Task task =  new  Task();          FutureTask<Integer> futureTask =  new  FutureTask<Integer>(task);          executor.submit(futureTask);          executor.shutdown();                    //第二种方式，注意这种方式和第一种方式效果是相似的，只不过一个使用的是ExecutorService，一个使用的是Thread          /*Task task = new Task();          FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);          Thread thread = new Thread(futureTask);          thread.start();*/                    try  {              Thread.sleep( 1000 );          }  catch  (InterruptedException e1) {              e1.printStackTrace();          }                    System.out.println( "主线程在执行任务" );                    try  {              System.out.println( "task运行结果" +futureTask.get());          }  catch  (InterruptedException e) {              e.printStackTrace();          }  catch  (ExecutionException e) {              e.printStackTrace();          }                    System.out.println( "全部任务执行完毕" );      } } class  Task  implements  Callable<Integer>{      @Override      public  Integer call()  throws  Exception {          System.out.println( "子线程在进行计算" );          Thread.sleep( 3000 );          int  sum =  0 ;          for ( int  i= 0 ;i< 100 ;i++)              sum += i;          return  sum;      } }

 　　若是为了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的结果，则能够声明 Future<?> 形式类型、并返回 null 做为底层任务的结果。