Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

　　创建线程常用的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。

一、Callable与Runnable

先说一下java.lang.Runnable，它是一个接口，在它里面只声明了一个run()方法：

1 public interface Runnable {

2     public abstract void run();

3 }

　　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()：

4 public interface Callable<V> {

5     /**

6      * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.

7      *

8      * @return computed result

9      * @throws Exception if unable to compute a result

10      */

11     V call() throws Exception;

12 }

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：

<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。

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：

13 public interface Future<V> {

14     boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

15     boolean isCancelled();

16     boolean isDone();

17     V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

18     V get(long timeout, TimeUnit unit)

19         throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

20 }

　　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)方法

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。

三、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：

21 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {

22     void run();

23 }

　　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：

24 public FutureTask(Callable<V> callable) {

25 }

26 public FutureTask(Runnable runnable, V result) {

27 }

　　事实上，FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。

四、使用示例

1.使用Callable+Future获取执行结果

28 public class Test {

29     public static void main(String[] args) {

30         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

31         Task task = new Task();

32         Future<Integer> result = executor.submit(task);

33         executor.shutdown();

34         

35         try {

36             Thread.sleep(1000);

37         } catch (InterruptedException e1) {

38             e1.printStackTrace();

39         }

40         

41         System.out.println("主线程在执行任务");

42         

43         try {

44             System.out.println("task运行结果"+result.get());

45         } catch (InterruptedException e) {

46             e.printStackTrace();

47         } catch (ExecutionException e) {

48             e.printStackTrace();

49         }

50         

51         System.out.println("所有任务执行完毕");

52     }

53 }

54 class Task implements Callable<Integer>{

55     @Override

56     public Integer call() throws Exception {

57         System.out.println("子线程在进行计算");

58         Thread.sleep(3000);

59         int sum = 0;

60         for(int i=0;i<100;i++)

61             sum += i;

62         return sum;

63     }

64 }

执行结果：

子线程在进行运算

主线程在执行任务

Task运行结果4950

所有人物执行完毕

2. 使用Callable+FutureTask获取执行结果

65 public class Test {

66     public static void main(String[] args) {

67         //第一种方式

68         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();

69         Task task = new Task();

70         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);

71         executor.submit(futureTask);

72         executor.shutdown();

73         

74         //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

75         /*Task task = new Task();

76         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);

77         Thread thread = new Thread(futureTask);

78         thread.start();*/

79         

80         try {

81             Thread.sleep(1000);

82         } catch (InterruptedException e1) {

83             e1.printStackTrace();

84         }

85         

86         System.out.println("主线程在执行任务");

87         

88         try {

89             System.out.println("task运行结果"+futureTask.get());

90         } catch (InterruptedException e) {

91             e.printStackTrace();

92         } catch (ExecutionException e) {

93             e.printStackTrace();

94         }

95         

96         System.out.println("所有任务执行完毕");

97     }

98 }

99 class Task implements Callable<Integer>{

100     @Override

101     public Integer call() throws Exception {

102         System.out.println("子线程在进行计算");

103         Thread.sleep(3000);

104         int sum = 0;

105         for(int i=0;i<100;i++)

106             sum += i;

107         return sum;

108     }

109 }

　　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。



作者：黑马程序员javaEE培训学院
首发：http://java.itheima.com/