Java并发编程：Callable、Future和FutureTask-白红宇

Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

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发布时间：2019-06-25

本文共 5487 字，大约阅读时间需要 18 分钟。

在前面的文章中我们讲述了创建线程的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。

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拿到异步执行任务的返回值。

一.Callable与Runnable

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

public interface Runnable {    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()：

public interface Callable
     
       {    /**     * 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：


     
       Future
      
        submit(Callable
       
         task);//
        
          Future
         
           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：

public interface Future
     
       {    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。

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
     
       implements RunnableFuture

FutureTask类实现了RunnableFuture接口，我们看一下RunnableFuture接口的实现：

public interface RunnableFuture
     
       extends Runnable, Future
      
        {    void run();}

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：

public FutureTask(Callable
     
       callable) {}public FutureTask(Runnable runnable, V result) {}

四.使用示例

1.使用Callable+Future获取执行结果

public class Test {    public static void main(String[] args) {        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();        Task task = new Task();        Future
     
       result = executor.submit(task);        executor.shutdown();                 try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e1) {            e1.printStackTrace();        }                 System.out.println("主线程在执行任务");                 try {            System.out.println("task运行结果"+result.get());        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }                 System.out.println("所有任务执行完毕");    }}class Task implements Callable
      
       {    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("子线程在进行计算");        Thread.sleep(3000);        int sum = 0;        for(int i=0;i<100;i++)            sum += i;        return sum;    }}

执行结果：

子线程在进行计算主线程在执行任务task运行结果4950所有任务执行完毕

2.使用Callable+FutureTask获取执行结果

public class Test {    public static void main(String[] args) {        //第一种方式        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();        Task task = new Task();        FutureTask
     
       futureTask = new FutureTask
      
       (task);        executor.submit(futureTask);        executor.shutdown();                 //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        /*Task task = new Task();        FutureTask
       
         futureTask = new FutureTask
        
         (task);        Thread thread = new Thread(futureTask);        thread.start();*/                 try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e1) {            e1.printStackTrace();        }                 System.out.println("主线程在执行任务");                 try {            System.out.println("task运行结果"+futureTask.get());        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }                 System.out.println("所有任务执行完毕");    }}class Task implements Callable
         
          {    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("子线程在进行计算");        Thread.sleep(3000);        int sum = 0;        for(int i=0;i<100;i++)            sum += i;        return sum;    }}

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。

参考：

http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html

http://www.cnblogs.com/trust-freedom/p/6867755.html

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