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得到任务执行结果。
今天我们就来讨论一下Callable、Future和FutureTask三个类的使用方法。以下是本文的目录大纲:
一.Callable与Runnable
二.Future
三.FutureTask
四.使用示例
若有不正之处请多多谅解,并欢迎批评指正。
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:
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public interface Runnable
{
public abstract void run();
}
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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():
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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;
}
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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:
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<T>
Future<T> submit(Callable<T> task);
<T>
Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?>
submit(Runnable task);
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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:
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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;
}
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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:
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public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
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FutureTask类实现了RunnableFuture接口,我们看一下RunnableFuture接口的实现:
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public interface RunnableFuture<V> extends Runnable,
Future<V> {
void run();
}
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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:
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public FutureTask(Callable<V>
callable) {
}
public FutureTask(Runnable
runnable, V result) {
}
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事实上,FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。
四.使用示例
1.使用Callable+Future获取执行结果
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public class Test
{
public static void main(String[]
args) {
ExecutorService
executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task
task = new Task();
Future<Integer>
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<Integer>{
@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;
}
}
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执行结果:
2.使用Callable+FutureTask获取执行结果
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public class Test
{
public static void main(String[]
args) {
//第一种方式
ExecutorService
executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task
task = new Task();
FutureTask<Integer>
futureTask = new FutureTask<Integer>(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<Integer>
futureTask = new FutureTask<Integer>(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<Integer>{
@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;
}
}
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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。