Java多线程编程：Callable、Future和FutureTask浅析

时间  2019-12-04
标签 java 多线程 编程 callable future futuretask 浅析 栏目 Java 繁體版
原文   原文链接

咱们知道建立线程的方式有两种，一种是实现Runnable接口，另外一种是继承Thread，可是这两种方式都有个缺点，那就是在任务执行完成以后没法获取返回结果，那若是咱们想要获取返回结果该如何实现呢？html

是的，从JAVA SE 5.0开始引入了Callable和Future，经过它们构建的线程，在任务执行完成后就能够获取执行结果，今天咱们就来聊聊线程建立的第三种方式，那就是实现Callable接口。java

 

1.Callable<V>接口编程

咱们先回顾一下java.lang.Runnable接口，就声明了run(),其返回值为void，固然就没法获取结果了。并发

[java] view plain copyapp

 print?框架

  1. public interface Runnable {  
  2.     public abstract void run();  
  3. }  

而Callable的接口定义以下异步

[java] view plain copyide

 print?函数

  1. public interface Callable<V> {   
  2.       V   call()   throws Exception;   
  3. }   

该接口声明了一个名称为call()的方法，同时这个方法能够有返回值V，也能够抛出异常。嗯，对该接口咱们先了解这么多就行，下面咱们来讲明如何使用，前篇文章咱们说过，不管是Runnable接口的实现类仍是Callable接口的实现类，均可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor执行，ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor都实现了ExcutorService接口，而所以Callable须要和Executor框架中的ExcutorService结合使用，咱们先看看ExecutorService提供的方法：测试

[java] view plain copy

 print?

  1. <T> Future<T> submit(Callable<T> task);  
  2. <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);  
  3. Future<?> submit(Runnable task);  

第一个方法：submit提交一个实现Callable接口的任务，而且返回封装了异步计算结果的Future。

第二个方法：submit提交一个实现Runnable接口的任务，而且指定了在调用Future的get方法时返回的result对象。

第三个方法：submit提交一个实现Runnable接口的任务，而且返回封装了异步计算结果的Future。

所以咱们只要建立好咱们的线程对象（实现Callable接口或者Runnable接口），而后经过上面3个方法提交给线程池去执行便可。还有点要注意的是，除了咱们本身实现Callable对象外，咱们还可使用工厂类Executors来把一个Runnable对象包装成Callable对象。Executors工厂类提供的方法以下：

[java] view plain copy

 print?

  1. public static Callable<Object> callable(Runnable task)  
  2. public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result)  

2.Future<V>接口

Future<V>接口是用来获取异步计算结果的，说白了就是对具体的Runnable或者Callable对象任务执行的结果进行获取(get()),取消(cancel()),判断是否完成等操做。咱们看看Future接口的源码：

[java] view plain copy

 print?

  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) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;  
  7. }  

方法解析：

V get() ：获取异步执行的结果，若是没有结果可用，此方法会阻塞直到异步计算完成。

V get(Long timeout , TimeUnit unit) ：获取异步执行结果，若是没有结果可用，此方法会阻塞，可是会有时间限制，若是阻塞时间超过设定的timeout时间，该方法将抛出异常。

boolean isDone() ：若是任务执行结束，不管是正常结束或是中途取消仍是发生异常，都返回true。

boolean isCanceller() ：若是任务完成前被取消，则返回true。

boolean cancel(boolean mayInterruptRunning) ：若是任务还没开始，执行cancel(...)方法将返回false；若是任务已经启动，执行cancel(true)方法将以中断执行此任务线程的方式来试图中止任务，若是中止成功，返回true；当任务已经启动，执行cancel(false)方法将不会对正在执行的任务线程产生影响(让线程正常执行到完成)，此时返回false；当任务已经完成，执行cancel(...)方法将返回false。mayInterruptRunning参数表示是否中断执行中的线程。

 

经过方法分析咱们也知道实际上Future提供了3种功能：（1）可以中断执行中的任务（2）判断任务是否执行完成（3）获取任务执行完成后额结果。

可是咱们必须明白Future只是一个接口，咱们没法直接建立对象，所以就须要其实现类FutureTask登场啦。

 

 

3.FutureTask类

咱们先来看看FutureTask的实现

[java] view plain copy

 print?

  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：

[java] view plain copy

 print?

  1. public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {  
  2.     void run();  
  3. }  

分析：FutureTask除了实现了Future接口外还实现了Runnable接口，所以FutureTask也能够直接提交给Executor执行。 固然也能够调用线程直接执行（FutureTask.run()）。接下来咱们根据FutureTask.run()的执行时机来分析其所处的3种状态：

（1）未启动，FutureTask.run()方法尚未被执行以前，FutureTask处于未启动状态，当建立一个FutureTask，并且没有执行FutureTask.run()方法前，这个FutureTask也处于未启动状态。

（2）已启动，FutureTask.run()被执行的过程当中，FutureTask处于已启动状态。

（3）已完成，FutureTask.run()方法执行完正常结束，或者被取消或者抛出异常而结束，FutureTask都处于完成状态。


下面咱们再来看看FutureTask的方法执行示意图（方法和Future接口基本是同样的，这里就不过多描述了）

分析：

（1）当FutureTask处于未启动或已启动状态时，若是此时咱们执行FutureTask.get()方法将致使调用线程阻塞；当FutureTask处于已完成状态时，执行FutureTask.get()方法将致使调用线程当即返回结果或者抛出异常。

（2）当FutureTask处于未启动状态时，执行FutureTask.cancel()方法将致使此任务永远不会执行。

当FutureTask处于已启动状态时，执行cancel(true)方法将以中断执行此任务线程的方式来试图中止任务，若是任务取消成功，cancel(...)返回true；但若是执行cancel(false)方法将不会对正在执行的任务线程产生影响(让线程正常执行到完成)，此时cancel(...)返回false。

当任务已经完成，执行cancel(...)方法将返回false。

最后咱们给出FutureTask的两种构造函数：

[java] view plain copy

 print?

  1. public FutureTask(Callable<V> callable) {  
  2. }  
  3. public FutureTask(Runnable runnable, V result) {  
  4. }  

3.Callable<V>/Future<V>/FutureTask的使用

经过上面的介绍，咱们对Callable，Future，FutureTask都有了比较清晰的了解了，那么它们到底有什么用呢？咱们前面说过经过这样的方式去建立线程的话，最大的好处就是可以返回结果，加入有这样的场景，咱们如今须要计算一个数据，而这个数据的计算比较耗时，而咱们后面的程序也要用到这个数据结果，那么这个时Callable岂不是最好的选择？咱们能够开设一个线程去执行计算，而主线程继续作其余事，然后面须要使用到这个数据时，咱们再使用Future获取不就能够了吗？下面咱们就来编写一个这样的实例

3.1 使用Callable+Future获取执行结果

Callable实现类以下：

[java] view plain copy

 print?

  1. package com.zejian.Executor;  
  2. import java.util.concurrent.Callable;  
  3. /** 
  4.  * @author zejian 
  5.  * @time 2016年3月15日 下午2:02:42 
  6.  * @decrition Callable接口实例 
  7.  */  
  8. public class CallableDemo implements Callable<Integer> {  
  9.       
  10.     private int sum;  
  11.     @Override  
  12.     public Integer call() throws Exception {  
  13.         System.out.println("Callable子线程开始计算啦！");  
  14.         Thread.sleep(2000);  
  15.           
  16.         for(int i=0 ;i<5000;i++){  
  17.             sum=sum+i;  
  18.         }  
  19.         System.out.println("Callable子线程计算结束！");  
  20.         return sum;  
  21.     }  
  22. }  

Callable执行测试类以下：

 

 

[java] view plain copy

 print?

  1. package com.zejian.Executor;  
  2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  3. import java.util.concurrent.Executors;  
  4. import java.util.concurrent.Future;  
  5. /** 
  6.  * @author zejian 
  7.  * @time 2016年3月15日 下午2:05:43 
  8.  * @decrition callable执行测试类 
  9.  */  
  10. public class CallableTest {  
  11.       
  12.     public static void main(String[] args) {  
  13.         //建立线程池  
  14.         ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();  
  15.         //建立Callable对象任务  
  16.         CallableDemo calTask=new CallableDemo();  
  17.         //提交任务并获取执行结果  
  18.         Future<Integer> future =es.submit(calTask);  
  19.         //关闭线程池  
  20.         es.shutdown();  
  21.         try {  
  22.             Thread.sleep(2000);  
  23.         System.out.println("主线程在执行其余任务");  
  24.           
  25.         if(future.get()!=null){  
  26.             //输出获取到的结果  
  27.             System.out.println("future.get()-->"+future.get());  
  28.         }else{  
  29.             //输出获取到的结果  
  30.             System.out.println("future.get()未获取到结果");  
  31.         }  
  32.           
  33.         } catch (Exception e) {  
  34.             e.printStackTrace();  
  35.         }  
  36.         System.out.println("主线程在执行完成");  
  37.     }  
  38. }  

 

执行结果：

Callable子线程开始计算啦！

主线程在执行其余任务

Callable子线程计算结束！

future.get()-->12497500

主线程在执行完成

3.2 使用Callable+FutureTask获取执行结果

[java] view plain copy

 print?

  1. package com.zejian.Executor;  
  2. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  3. import java.util.concurrent.Executors;  
  4. import java.util.concurrent.Future;  
  5. import java.util.concurrent.FutureTask;  
  6. /** 
  7.  * @author zejian 
  8.  * @time 2016年3月15日 下午2:05:43 
  9.  * @decrition callable执行测试类 
  10.  */  
  11. public class CallableTest {  
  12.       
  13.     public static void main(String[] args) {  
  14. //      //建立线程池  
  15. //      ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();  
  16. //      //建立Callable对象任务  
  17. //      CallableDemo calTask=new CallableDemo();  
  18. //      //提交任务并获取执行结果  
  19. //      Future<Integer> future =es.submit(calTask);  
  20. //      //关闭线程池  
  21. //      es.shutdown();  
  22.           
  23.         //建立线程池  
  24.         ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();  
  25.         //建立Callable对象任务  
  26.         CallableDemo calTask=new CallableDemo();  
  27.         //建立FutureTask  
  28.         FutureTask<Integer> futureTask=new FutureTask<>(calTask);  
  29.         //执行任务  
  30.         es.submit(futureTask);  
  31.         //关闭线程池  
  32.         es.shutdown();  
  33.         try {  
  34.             Thread.sleep(2000);  
  35.         System.out.println("主线程在执行其余任务");  
  36.           
  37.         if(futureTask.get()!=null){  
  38.             //输出获取到的结果  
  39.             System.out.println("futureTask.get()-->"+futureTask.get());  
  40.         }else{  
  41.             //输出获取到的结果  
  42.             System.out.println("futureTask.get()未获取到结果");  
  43.         }  
  44.           
  45.         } catch (Exception e) {  
  46.             e.printStackTrace();  
  47.         }  
  48.         System.out.println("主线程在执行完成");  
  49.     }  
  50. }  

执行结果：

Callable子线程开始计算啦！

主线程在执行其余任务

Callable子线程计算结束！

futureTask.get()-->12497500

主线程在执行完成

 

主要参考资料：

java并发编程的艺术

相关文章：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html

相关文章
相关标签/搜索
每日一句
    每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。
本站公众号
   欢迎关注本站公众号,获取更多信息
联系我们 最近搜索 最新文章 沪ICP备13005482号-10 MyBatis教程 SQL 教程 MySQL教程 Java 教程 Thymeleaf 教程 Hibernate教程 Spring教程 Redis教程