Java并发编程（1）- Callable、Future和FutureTask

2021-09-04 02:41:05

撸过JavaSE（即Java基础技术栈）的小伙伴都知道，实现多线程有两种方式，一种是继承Thread,即extends Thread 然后实现其中的run()方法；另外一种是实现Runnable接口，即implements Runnable，然后实现其中的run()方法；仔细观察这两种方式，会发现这两者都不能返回线程异步执行完的结果，但在实际项目开发中却偶尔需要获取其中的返回结果，咋办嘞？于是乎Callable和Future就排上用场了，本文我们将对其做一番详尽的介绍！

还是先介绍下多线程的传统实现方式吧，如下代码所示：

public class ThreadUtil {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Thread thread=new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println("---子线程正在执行---"+Thread.currentThread().getName());
                Map<String,Object> dataMap=Maps.newHashMap();
                dataMap.put("id",10010);
                dataMap.put("name","steadyjack");
                dataMap.put("nickName","多隆");
                System.out.println("---子线程执行后得到的结果："+dataMap);
            }
        });
        try {
            thread.start();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("---主线程正在执行---"+Thread.currentThread().getName());
    }
}

在上述代码中，我们首先通过一个实现Runnable接口的匿名实现类创建了一个线程对象实例，即thread，并编写实现了其中run()方法的代码逻辑（而这就是该线程要执行的任务），主要是构造一个私有变量Map<String,Object>，并将相关的数据塞入进去。

点击运行该代码后，显而易见可以预测其运行结果：

从上述编写的代码以及运行结果来看，会发现如果我们想获取得到dataMap的内容是很困难的，因为run()方法的返回值为void；当然啦，也不是完全没有办法，在上面的条件下，如果想要获取到dataMap并做进一步的操作的话，则可以将dataMap定义为全局的共享变量，或者使用线程通信的方式来达到效果，如下所示为通过共享全局变量的方式：

public class ThreadUtil {
private static final Map<String,Object> dataMap=Maps.newHashMap();
    
    ………
}

之后就可以在该类的其他地方使用了！

但这种方式有个很明显的弊端，那就是多线程共享、并发访问可能会出现安全性问题，即如果开启10个线程，每个线程需要对dataMap里头的key，即id 加1，在高并发的情况下其最终的运行效果很可能不一定是 10020 （因为初始值为10010，每个线程加1次，10个线程下来就是加10次，理想情况下为10020），如下图所示：

但有时候我们在项目里头既要用到异步（为了解耦）、也想要获取异步执行的结果，可以说是“鱼和熊掌皆想兼得”：

于是乎这个重任就落到了Callable和Future身上了，这是JDK从1.5版本开始就已经提供了，可以通过它们实现在任务异步执行完毕之后得到任务的执行结果。

看到这里，可能有些小伙伴会发问：为什么通过Callable就可以获取到线程异步执行的结果呢？这一切还得回归到源码身上，如下所示为Callable的定义：

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;
}

会发现它跟Runnable一样都是接口，但区别在于创建Callable时可以传入一个泛型V，而这个泛型类型V会发现真是call()方法执行后返回的结果（call()方法的作用类似于run()方法，反正都是指一个线程要执行的任务），OK，到此谜底就解开了！

那么怎么使用Callable呢？在Java里面可以通过调用ExecutorService类里面的相关API来使用Callable，如下图所示：

仔细观察上图，会发现如果想要获取线程执行Callable类型任务后的结果时，需要通过Future进行获取，那么Future为何物呢？

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