Java多线程之Callable和Future

本篇说明的是Callable和Future，它俩颇有意思的，一个产生结果，一个拿到结果。 

Callable接口相似于Runnable，从名字就能够看出来了，可是Runnable不会返回结果，而且没法抛出返回结果的异常，而Callable功能更强大一些，被线程执行后，能够返回值，这个返回值能够被Future拿到，也就是说，Future能够拿到异步执行任务的返回值，下面来看一个简单的例子：

public class CallableAndFuture {
    public static void main(String[] args) {
        Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
            public Integer call() throws Exception {
                return new Random().nextInt(100);
            }
        };
        FutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(callable);
        new Thread(future).start();
        try {
            Thread.sleep(5000);// 可能作一些事情
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

FutureTask实现了两个接口，Runnable和Future，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，那么这个组合的使用有什么好处呢？假设有一个很耗时的返回值须要计算，而且这个返回值不是马上须要的话，那么就可使用这个组合，用另外一个线程去计算返回值，而当前线程在使用这个返回值以前能够作其它的操做，等到须要这个返回值时，再经过Future获得，岂不美哉！这里有一个Future模式的介绍：http://openhome.cc/Gossip/DesignPattern/FuturePattern.htm。 

下面来看另外一种方式使用Callable和Future，经过ExecutorService的submit方法执行Callable，并返回Future，代码以下：

public class CallableAndFuture {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Future<Integer> future = threadPool.submit(new Callable<Integer>() {
            public Integer call() throws Exception {
                return new Random().nextInt(100);
            }
        });
        try {
            Thread.sleep(5000);// 可能作一些事情
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码是否是简化了不少，ExecutorService继承自Executor，它的目的是为咱们管理Thread对象，从而简化并发编程，Executor使咱们无需显示的去管理线程的生命周期，是JDK 5以后启动任务的首选方式。 

执行多个带返回值的任务，并取得多个返回值，代码以下：

public class CallableAndFuture {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        CompletionService<Integer> cs = new ExecutorCompletionService<Integer>(threadPool);
        for(int i = 1; i < 5; i++) {
            final int taskID = i;
            cs.submit(new Callable<Integer>() {
                public Integer call() throws Exception {
                    return taskID;
                }
            });
        }
        // 可能作一些事情
        for(int i = 1; i < 5; i++) {
            try {
                System.out.println(cs.take().get());
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

其实也能够不使用CompletionService，能够先建立一个装Future类型的集合，用Executor提交的任务返回值添加到集合中，最后遍历集合取出数据，代码略。

这里再阐述一下：提交到CompletionService中的Future是按照完成的顺序排列的，这种作法中Future是按照添加的顺序排列的。

因此这两种方式的区别在于：

1. CompletionService.take 会获取并清除已经完成Task的结果，若是当前没有已经完成Task时，会阻塞。

2. “先建立一个装Future类型的集合，用Executor提交的任务返回值添加到集合中，最后遍历集合取出数据”——这种方法一般是按照Future加入的顺序。

两个方法最大的差异在于遍历 Future 的顺序，相对来讲， CompletionService 的性能更高。考虑以下场景：多线程下载，结果用Future返回。第一个文件特别大，后面的文件很小。用方法1，能很快知道已经下载完文件的结果(不是第一个)；而用方法2，必须等第一个文件下载结束后，才会得到其余文件的下载结果。