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Jave并发编程-Callable、Future和FutureT

Jave并发编程-Callable、Future和FutureT

作者: weiinter105 | 来源:发表于2019-02-20 23:21 被阅读0次

    前言

    一般来说,子线程的创建线程的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。

    Callable

    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<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;
    }
    

    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:

    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    <T> Future<T> 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。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

    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<V> 
    {    
         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:

    1. 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。
    2. 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。
    3. isDone方法表示任务是否已经完成,若任务完成,则返回true;
    4. 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;
    5. 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。

    FutureTask-异步任务

    这里的异步就是指多线程(不同同步/异步IO中的含义)

    我们先来看一下FutureTask的实现:

    public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
    

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

    public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V>
     {    
         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<V> callable){}
    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {}
    

    事实上,FutureTask是Future接口的实现类,同时也实现了Callable接口

    示例

    Callable<T>+Future<T>

    import java.util.concurrent.Future;
    import java.util.concurrent.FutureTask;;
    
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            // TODO Auto-generated method stub
            ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
            Task task = new Task();
            Future<Integer> res = executor.submit(task); //Callable+Future
            
            System.out.println("主线程正在执行其他任务");
            try {
                Thread.sleep(1000); //模拟主线程执行任务时间
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println("主线程任务执行完成");
    
            try {
                int sum = res.get();
                System.out.println("子线程计算结果为sum = "+sum);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.println("所有任务执行完成");
            
        }
    
    }
    
    import java.util.concurrent.Callable;
    
    public class Task implements Callable<Integer>{
        
        //Callable<T> T为子线程要返回的结果
        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            // TODO Auto-generated method stub
            System.out.println("子线程开始计算结果");
            Thread.sleep(3000); //模拟子线程计算时间
            int sum = 0;
            for(int i = 0;i<100;i++){
                sum += i;
            }
        
            return sum;
        }
    
    }
    

    Callable<T>+FutureTask<T>

    import java.util.concurrent.Executors;
    import java.util.concurrent.Future;
    import java.util.concurrent.FutureTask;;
    
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            // TODO Auto-generated method stub
            ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
            Task task = new Task();
            //Future<Integer> res = executor.submit(task); 
            FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task); 
            executor.submit(futureTask); //Callable+FutureTask(其实FutureTask就是callable+Future,既能在子线程中执行,又能通过其得到待返回的结果)
            
            System.out.println("主线程正在执行其他任务");
            try {
                Thread.sleep(1000); //模拟主线程执行任务时间
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            
            try {
                //int sum = res.get();
                       int sum = futureTask.get();
                System.out.println("子线程计算结果为sum = "+sum);
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            } catch (ExecutionException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
            
            System.out.println("所有任务执行完成");
            
        }
    

    返回结果均为:

    主线程正在执行其他任务
    子线程开始计算结果
    主线程任务执行完成
    子线程计算结果为sum = 4950
    所有任务执行完成
    

    Future对象上调用get()方法来取出里面的List<Integer>时,get()方法所在的线程将会阻塞(Future类的get()方法时阻塞调用的),直到submit提交的任务在池中真正执行并且产生结果

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