JUC系列(六) | Callable和Future接口详解&使用、FutureTask应用 获取异步线程返回值

简介: JUC系列(六) | Callable和Future接口详解&使用、FutureTask应用 获取异步线程返回值

QQ截图20220525182939.png


多线程一直Java开发中的难点,也是面试中的常客,趁着还有时间,打算巩固一下JUC方面知识,我想机会随处可见,但始终都是留给有准备的人的,希望我们都能加油!!!

沉下去,再浮上来,我想我们会变的不一样的。


喜欢封面的云,就是不知道你喜不喜欢


JUC系列

正在持续更新中...


一、Callable 接口🚀


1)前言:


在上上篇文章中,创建线程那个小角落,提到了这个,但是当时只是匆匆忙忙讲了一下。到这里再全面性的讲解一下。


我们以前使用实现Runnable接口的方式来创建线程,但是Runnable的run() 存在一个缺陷问题,就是不能将执行完的结果返回。


Java就是为了能够实现这个功能,在jdk1.5中提出了Callable接口。


2)概述:


Callable 接口位于java.util.concurrent包下。


@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception; //计算结果,如果无法计算则抛出异常。
}


Callable 类似于Runnable 接口,但Runnable 接口中的run()方法不会返回结果,并且也无法抛出经过检查的异常,但是Callable中call()方法能够返回计算结果,并且也能够抛出经过检查的异常。


3)实现:


通过实现Callable接口创建线程详细步骤:Runnable直接看代码就知道了哈。


  1. 创建实现Callable接口的类SomeCallable


  1. 创建一个类对象:Callable oneCallable = new SomeCallable();


  1. 由Callable创建一个FutureTask对象:FutureTask futureTask= new FutureTask(oneCallable);


注释:FutureTask是一个包装器,它通过接受Callable来创建,它同时实现了Future和Runnable接口。


  1. 由FutureTask创建一个Thread对象:Thread oneThread = new Thread(futureTask);


  1. 启动线程:oneThread.start();


/**
 * @Author: crush
 * @Date: 2021-08-19 16:14
 * version 1.0
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new RunnableDemo1(),"AA").start();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new CallableDemo<Integer>());
        new Thread(futureTask,"BB").start();
        // 在线程执行完后,我们可以通过futureTask的get方法来获取到返回的值。
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}
class RunnableDemo1 implements  Runnable{
    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::通过实现Runnable来执行任务");
    }
}
class CallableDemo<Integer> implements Callable<java.lang.Integer> {
    @Override
    public java.lang.Integer call() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::通过实现Callable接口来执行任务,并返回结果!");
        return 1024;
    }
}
/**
 * AA::通过实现Runnable来执行任务
 * BB::通过实现Callable接口来执行任务,并返回结果!
 * 1024
 */


这里之所以要转成 FutureTask 放进 Thread中去,是因为Callable 本身与Thread没有关系,通过FutureTask  才能和Thread产生联系。


二、Future 接口 🛸


2.1、概述:


Future 接口同样位于java.util.concurrent包下。


Future接口提供方法来检测任务是否被执行完,等待任务执行完获得结果,也可以设置任务执行的超时时间。这个设置超时的方法就是实现Java程序执行超时的关键


public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); //尝试取消此任务的执行。
    boolean isCancelled();//如果此任务在正常完成之前被取消,则返回true 
    boolean isDone(); //如果此任务完成,则返回true 。 完成可能是由于正常终止、异常或取消——在所有这些情况下,此方法将返回true 
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException; //获得任务计算结果
    V get(long timeout, TimeUnit unit) 
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;//可等待多少时间去获得任务计算结果
}


2.2、实现:


Future模式通俗点来描述就是:我有一个任务,提交给了Future,Future替我完成这个任务。期间我自己可以去做任何想做的事情。一段时间之后,我就便可以从Future那儿取出结果。


/**
 * @Author: crush
 * @Date: 2021-08-19 16:14
 * version 1.0
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new CallableDemo<Integer>());
        new Thread(futureTask,"BB").start();
        System.out.println(futureTask.get());
        // 我们来测试一下任务是否已经完成
        System.out.println(futureTask.isDone());
    }
}
class CallableDemo<Integer> implements Callable<java.lang.Integer> {
    @Override
    public java.lang.Integer call() throws Exception {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"::通过实现Callable接口来执行任务,并返回结果!");
        return 1024;
    }
}


Future 用于存储从另一个线程获得的结果。如果只是简单创建线程,直接使用Runnable就可以,想要获得任务返回值,就用Future。


三、 FutureTask  🚁


3.1、FutureTask介绍


位于 java.util.concurrent包下。


可取消的异步计算。 此类提供Future的基本实现,具有启动和取消计算、查询以查看计算是否完成以及检索计算结果的方法。 计算完成后才能检索结果; 如果计算尚未完成, get方法将阻塞。 一旦计算完成,就不能重新开始或取消计算(除非使用runAndReset调用计算)。结构图:


QQ截图20220525183224.png


FutureTask实现了 Runnable 和 Future接口,并方便地将两种功能组合在一起。并且通过构造函数提供Callable来创建FutureTask,就可以提供给Thread来创建线程啦。


FutureTask有以下三种状态:


  1. 未启动状态:还未执行run()方法。


  1. 已启动状态:已经在执行run()方法。


  1. 完成状态:已经执行完run()方法,或者被取消了,亦或者方法中发生异常而导致中断结束。


3.2、FutureTask应用场景及注意事项


应用场景


  1. 在主线程执行那种比较耗时的操作时,但同时又不能去阻塞主线程时,就可以将这样的任务交给FutureTask对象在后台完成,然后等之后主线程需要的时候,就可以直接get()来获得返回数据或者通过isDone()来获得任务的状态。


  1. 一般FutureTask多应用于耗时的计算,这样主线程就可以把一个耗时的任务交给FutureTask,然后等到完成自己的任务后,再去获取计算结果


注意


  • 仅在计算完成时才能检索结果;如果计算尚未完成,则阻塞 get 方法。


  • 一旦计 算完成,就不能再重新开始或取消计算。


  • get 方法而获取结果只有在计算完成时获取,否则会一直阻塞直到任务转入完成状态,然后会返回结果或者抛出异常。


  • 因为只会计算一次,因此通常get方法放到最后。


使用放在下一小节啦👇


四、使用 Callable 和 Future🚩


这里的使用其实在上文已经提到过了,这里就将其更完善一些吧。


/**
 * @Author: crush
 * @Date: 2021-08-19 18:44
 * version 1.0
 */
public class CallableDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        CallableAndFutureTest callableAndFutureTest = new CallableAndFutureTest();
        FutureTask<String> task = new FutureTask<>(callableAndFutureTest);
        new Thread(task).start();
//        System.out.println("尝试取消任务,传true表示取消任务,false则不取消任务::"+task.cancel(true));
        System.out.println("判断任务是否已经完成::"+task.isDone());
        //结果已经计算出来,则立马取出来,如若摸没有计算出来,则一直等待,直到结果出来,或任务取消或发生异常。
        System.out.println("阻塞式获取结果::"+task.get());
        System.out.println("在获取结果时,给定一个等待时间,如果超过等待时间还未获取到结果,则会主动抛出超时异常::"+task.get(2, TimeUnit.SECONDS));
    }
}
class CallableAndFutureTest implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        String str="";
        for (int i=0;i<10;i++){
            str+=String.valueOf(i);
            Thread.sleep(100);
        }
        return str;
    }
}


还有很多没玩到位,大家可以继续尝试哈。


五、自言自语⛵


最近又开始了JUC的学习,感觉Java内容真的很多,但是为了能够走的更远,还是觉得应该需要打牢一下基础。


最近在持续更新中,如果你觉得对你有所帮助,也感兴趣的话,关注我吧,让我们一起学习,一起讨论吧。


你好,我是博主宁在春,Java学习路上的一颗小小的种子,也希望有一天能扎根长成苍天大树。


希望与君共勉😁

我们:待别时相见时,都已有所成



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