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

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：

@FunctionalInterfacepublic interface Runnable {
         /**     * When an object implementing interface Runnable is used     * to create a thread, starting the thread causes the object's     * run method to be called in that separately executing     * thread.     *      * The general contract of the method run 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}. * * 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. * * 
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 
      
        the result type of method {
     @code call} */@FunctionalInterfacepublic 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。

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
     
       {     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：

判断任务是否完成；

能够中断任务；

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
     
       {
             @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
     
       jiangong = new FutureTask
      
       (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
     
       {
         @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
     
       futureTask = new FutureTask
      
       (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