Java多线程基础-16:简述Java并发编程JUC中的Callable接口

简介: Callable接口是Java中用于描述带有返回值任务的接口,与Runnable相对,后者无返回值。Callable的call()方法用于执行具体任务并返回结果。

一、什么是Callable接口?


Callable 和 Runnable 相对,都是描述一个 “任务”。Callable 描述的是带有返回值的任务,而Runnable 描述的是不带返回值的任务。


可以把Runnable想象成一个没有参数和返回值的异步方法,而Callable与Runnable类似,但是是有返回值的,方便程序员借助多线程的方式计算结果。


Callable 接口是一个函数式接口,只有一个方法 call():



类型参数V就是call方法返回值的类型。例如,Callable<Integer>就表示一个最终返回Integer对象的异步计算:


        Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                ...
            }
        };


我们来看一下Callable的简单使用。


二、Callable接口的简单使用


代码示例:创建一个线程,计算 1 + 2 + 3 + ... + 1000,使用 Callable 实现。


首先,创建一个匿名内部类,并实现 Callable 接口。Callable 是带有泛型参数的,泛型参数就表示返回值的类型。这里的泛型参数用Integer。然后重写 Callable 的 call 方法,完成累加的过程,直接通过返回值返回计算结果。


        Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                int sum = 0;
                for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                    sum += i;
                }
                return sum;
            }
        };


当然,由于Callable是一个函数式接口,也可以用lambda表达式的方式来定义:


1.       Callable<Integer> callable = () -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        };


创建好callable任务后,需要一个线程来启动。


注意,这里并不是在构造Thread时直接将callable传入,而是要先通过FutureTask包装一下,再将FutureTask传入Thread的构造方法。


Future


Future接口代表一个异步计算的结果,可以在后台线程中进行计算,而不会阻塞当前线程。其中的 get() 方法可以获取这个结果,而且它的调用会阻塞,直到计算完成(类似于 join() )。如果运行该计算的线程被中断,get() 方法将抛出InterruptedException。如果计算已经完成,那么get 方法立即返回。


FutureTask


执行Callable的一种方法是使用FutureTask,它实现了Future和Runnable接口,所以可以构造一个线程来运行这个任务。


创建线程 t,在线程 t 的构造方法中传入 FutureTask。此时 t 就会执行 FutureTask 内部的 Callable 的 call 方法,完成计算。最终计算结果会存到 futureTask 中。


         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        Thread t = new Thread(futureTask);


如何理解FutureTask?


可以把它理解成吃麻辣烫用到的“小票”。想象去吃麻辣烫,当餐点好后后厨就开始做了,同时前台会给你一张 “小票” 。这个小票就是FutureTask。 它意味着后面我们可以随时凭这张小票去查看自己的这份麻辣烫做出来了没。



最后,在主线程中调用 futureTask.get() ,获取到 FutureTask 中的结果。如何保证主线程中调用 get() 的时候,t 线程已经执行完了呢?由于FutureTask实现了Future接口,因此它的get()方法重写于Future中的get()方法,可以阻塞等待 t 线程的任务完成后,再获取结果。


完整代码


import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        Callable<Integer> callable = () -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        };
 
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        Thread t = new Thread(futureTask);
        t.start();
 
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}


三、总结:Callable


1、理解Callable


Callable 和 Runnable 相对,都是描述一个 “任务”。 Callable 描述的是带有返回值的任务,而Runnable 描述的是不带返回值的任务。Callable 通常需要搭配 FutureTask 来使用,FutureTask 用来保存 Callable 的返回结果。因为 Callable 往往是在另一个线程中执行的。执行完成的时间并不确定,FutureTask 就可以负责这个等待结果出来的工作。


2、创建线程的方式汇总


在🔗Thread类及其用法 一文中,曾介绍过几种常见的线程创建的方式。这里将Callable也补充进去:


(1)继承Thread类


通过继承Thread类并重写run()方法来创建一个新线程。


class MyThread extends Thread {
    public void run() {
        // 线程执行的代码逻辑
        System.out.println("Thread running!");
    }
}
 
public class ThreadExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyThread thread = new MyThread();
        thread.start(); // 启动线程
    }
}


(2)实现Runnable接口(匿名内部类同理)


实现Runnable接口并重写run()方法,然后通过将实现了Runnable接口的对象传递给Thread类的构造方法来创建线程。


class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行的代码逻辑
        System.out.println("Thread running!");
    }
}
 
public class RunnableExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}


(2)实现Runnable接口(匿名内部类同理)


实现Runnable接口并重写run()方法,然后通过将实现了Runnable接口的对象传递给Thread类的构造方法来创建线程。

class MyRunnable implements Runnable {
    public void run() {
        // 线程执行的代码逻辑
        System.out.println("Thread running!");
    }
}
 
public class RunnableExample {
    public static void main(String[] args) {
        MyRunnable myRunnable = new MyRunnable();
        Thread thread = new Thread(myRunnable);
        thread.start(); // 启动线程
    }
}


匿名内部类:


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 匿名内部类 Runnable
        // 注意:Runnable实例作为Thread构造器的参数传入
        Thread t = new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("i am t!");
            }
        });
 
        t.start();
 
        // main 线程中的方法
        System.out.println("i am main!");
    }
}


(3)使用lambda表达式(最常用)


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // lambda表达式
        Thread t  = new Thread(() -> {
            System.out.println("i am t!");
        });
 
        t.start();
 
        // main 线程中的方法
        System.out.println("i am main!");
    }
}


(4)实现Callable


public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        Callable<Integer> callable = () -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        };
 
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        Thread t = new Thread(futureTask);
        t.start();
 
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}
相关文章
|
2天前
|
Java
Java—多线程实现生产消费者
本文介绍了多线程实现生产消费者模式的三个版本。Version1包含四个类:`Producer`(生产者)、`Consumer`(消费者)、`Resource`(公共资源)和`TestMain`(测试类)。通过`synchronized`和`wait/notify`机制控制线程同步,但存在多个生产者或消费者时可能出现多次生产和消费的问题。 Version2将`if`改为`while`,解决了多次生产和消费的问题,但仍可能因`notify()`随机唤醒线程而导致死锁。因此,引入了`notifyAll()`来唤醒所有等待线程,但这会带来性能问题。
Java—多线程实现生产消费者
|
4天前
|
安全 Java Kotlin
Java多线程——synchronized、volatile 保障可见性
Java多线程中,`synchronized` 和 `volatile` 关键字用于保障可见性。`synchronized` 保证原子性、可见性和有序性,通过锁机制确保线程安全;`volatile` 仅保证可见性和有序性,不保证原子性。代码示例展示了如何使用 `synchronized` 和 `volatile` 解决主线程无法感知子线程修改共享变量的问题。总结:`volatile` 确保不同线程对共享变量操作的可见性,使一个线程修改后,其他线程能立即看到最新值。
|
4天前
|
消息中间件 缓存 安全
Java多线程是什么
Java多线程简介:本文介绍了Java中常见的线程池类型,包括`newCachedThreadPool`(适用于短期异步任务)、`newFixedThreadPool`(适用于固定数量的长期任务)、`newScheduledThreadPool`(支持定时和周期性任务)以及`newSingleThreadExecutor`(保证任务顺序执行)。同时,文章还讲解了Java中的锁机制,如`synchronized`关键字、CAS操作及其实现方式,并详细描述了可重入锁`ReentrantLock`和读写锁`ReadWriteLock`的工作原理与应用场景。
|
5天前
|
存储 安全 Java
Java多线程编程秘籍:各种方案一网打尽,不要错过!
Java 中实现多线程的方式主要有四种:继承 Thread 类、实现 Runnable 接口、实现 Callable 接口和使用线程池。每种方式各有优缺点,适用于不同的场景。继承 Thread 类最简单,实现 Runnable 接口更灵活,Callable 接口支持返回结果,线程池则便于管理和复用线程。实际应用中可根据需求选择合适的方式。此外,还介绍了多线程相关的常见面试问题及答案,涵盖线程概念、线程安全、线程池等知识点。
58 2
|
2天前
|
安全 Java API
【JavaEE】多线程编程引入——认识Thread类
Thread类,Thread中的run方法,在编程中怎么调度多线程
|
5天前
|
安全 Java 编译器
深入理解Java中synchronized三种使用方式:助您写出线程安全的代码
`synchronized` 是 Java 中的关键字,用于实现线程同步,确保多个线程互斥访问共享资源。它通过内置的监视器锁机制,防止多个线程同时执行被 `synchronized` 修饰的方法或代码块。`synchronized` 可以修饰非静态方法、静态方法和代码块,分别锁定实例对象、类对象或指定的对象。其底层原理基于 JVM 的指令和对象的监视器,JDK 1.6 后引入了偏向锁、轻量级锁等优化措施,提高了性能。
21 3
|
13天前
|
安全 Java API
java如何请求接口然后终止某个线程
通过本文的介绍,您应该能够理解如何在Java中请求接口并根据返回结果终止某个线程。合理使用标志位或 `interrupt`方法可以确保线程的安全终止,而处理好网络请求中的各种异常情况,可以提高程序的稳定性和可靠性。
44 6
|
28天前
|
设计模式 Java 开发者
Java多线程编程的陷阱与解决方案####
本文深入探讨了Java多线程编程中常见的问题及其解决策略。通过分析竞态条件、死锁、活锁等典型场景,并结合代码示例和实用技巧,帮助开发者有效避免这些陷阱,提升并发程序的稳定性和性能。 ####
|
26天前
|
存储 监控 小程序
Java中的线程池优化实践####
本文深入探讨了Java中线程池的工作原理,分析了常见的线程池类型及其适用场景,并通过实际案例展示了如何根据应用需求进行线程池的优化配置。文章首先介绍了线程池的基本概念和核心参数,随后详细阐述了几种常见的线程池实现(如FixedThreadPool、CachedThreadPool、ScheduledThreadPool等)的特点及使用场景。接着,通过一个电商系统订单处理的实际案例,分析了线程池参数设置不当导致的性能问题,并提出了相应的优化策略。最终,总结了线程池优化的最佳实践,旨在帮助开发者更好地利用Java线程池提升应用性能和稳定性。 ####
|
28天前
|
缓存 Java 开发者
Java多线程编程的陷阱与最佳实践####
本文深入探讨了Java多线程编程中常见的陷阱,如竞态条件、死锁和内存一致性错误,并提供了实用的避免策略。通过分析典型错误案例,本文旨在帮助开发者更好地理解和掌握多线程环境下的编程技巧,从而提升并发程序的稳定性和性能。 ####