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Java并发编程:Callable、Future和FutureTask

简介: 版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/u010046908/article/details/56289187 1、简介 在Java中创建线程的2种方式,一种是直接继承Thread,另外一种就是实现Runnable接口。
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版权声明:本文为博主原创文章,未经博主允许不得转载。 https://blog.csdn.net/u010046908/article/details/56289187

1、简介

在Java中创建线程的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。

2、需求

在Java中,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。

3、Callable、FutureTask简介

在学习Callable和FutureTask之前,我们先看一下java.lang.Runnable吧,它是一个接口,在它里面只声明了一个run()方法:

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    /**
     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used
     * to create a thread, starting the thread causes the object's
     * <code>run</code> method to be called in that separately executing
     * thread.
     * <p>
     * The general contract of the method <code>run</code> is that it may
     * take any action whatsoever.
     *
     * @see     java.lang.Thread#run()
     */
    public abstract void run();
}

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():

package java.util.concurrent;

/**
 * A task that returns a result and may throw an exception.
 * Implementors define a single method with no arguments called
 * {@code call}.
 *
 * <p>The {@code Callable} interface is similar to {@link
 * java.lang.Runnable}, in that both are designed for classes whose
 * instances are potentially executed by another thread.  A
 * {@code Runnable}, however, does not return a result and cannot
 * throw a checked exception.
 *
 * <p>The {@link Executors} class contains utility methods to
 * convert from other common forms to {@code Callable} classes.
 *
 * @see Executor
 * @since 1.5
 * @author Doug Lea
 * @param <V> the result type of method {@code call}
 */
@FunctionalInterface
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;
}

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。
  • 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。
  • 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:

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)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。

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。

4、Callable、FutureTask使用

4.1简单使用

CallableTask.java

public class CallableTask implements Callable<Integer> {

        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            int hours=5;
            int amount = 0;
            while(hours>0){
                System.out.println("我正在工作,剩余时间 "+hours+"小时");
                amount++;
                hours--;
                Thread.sleep(1000);
            }
            return amount;
        }
}

TestDemo.java

public class TestDemo {

    public static void main(String args[]) throws ExecutionException {
        CallableTask worker = new CallableTask();
        FutureTask<Integer> jiangong = new FutureTask<Integer>(worker);
        new Thread(jiangong).start();

        while(!jiangong.isDone()){
            try {
                System.out.println("获取结果"+jiangong.get());
                System.out.println("任务是否取消"+jiangong.isCancelled());
                System.out.println("任务是否执行"+jiangong.isDone());
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        int amount;
        try {
            amount = jiangong.get();
            System.out.println("工作做完了,上交了"+amount);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }
}

运行的结果:

这里写图片描述

4.2并发的实现

package com.lidong.demo;

import java.util.concurrent.Callable;

/**
 * @项目名称:lidong-dubbo
 * @类名:Task
 * @类的描述:
 * @作者:lidong
 * @创建时间:2017/2/21 下午3:42
 * @公司:chni
 * @QQ:1561281670
 * @邮箱:lidong1665@163.com
 */
public class Task implements Callable<Integer> {



    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   子线程在进行计算开始");
        Thread.sleep(3000);
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<100;i++)
            sum += i;
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"   子线程在进行计算结束");
        return sum;
    }
}

Test.java

package com.lidong.demo;

import java.util.concurrent.*;

public class Test {


    public static void main(String[] args) {

        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
        executor.submit(futureTask);
        executor.shutdown();

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"  主线程在执行任务");

        try {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ "  task运行结果"+futureTask.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+  "  所有任务执行完毕");
    }
}

运行结果:

这里写图片描述

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