Java多线程教程之如何利用Future实现携带结果的任务

future 介绍

future表示异步计算的结果，它提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并检索计算的结果。future的cancel方法可以取消任务的执行，它有一布尔参数，参数为 true 表示立即中断任务的执行，参数为 false 表示允许正在运行的任务运行完成。future的 get 方法等待计算完成，获取计算结果。

runnable

runnable 是我们多线程开发过程中常用的接口。 executor 框架使用 runnable 作为其基本的任务表现形式。 runnable 是一个有很大局限性的接口，run() 方法没有返回值并且不能抛出一个受检查的异常。

@functionalinterface
public interface runnable {
    public abstract void run();
}

callable

与 runnable 不同，callable 是个泛型参数化接口，它能返回线程的执行结果，出错时可能抛出异常。

多线程future

future

executor 执行的任务有 4 个生命周期阶段：创建、提交、开始和完成。由于有些任务执行很耗时间，因此有些时候希望能够取消这些任务。executor 框架中，已经提交但未开始的任务可以取消，已经开始的任务只有当它们能响应中断才能取消，取消已经完成的任务是没有任何影响。

future 表示一个任务的生命周期，并提供了相应的方法来判断任务是否已经完成或者取消，以及获取任务的结果和取消任务。

public interface future<v> {
 
    // 取消任务
    boolean cancel(boolean mayinterruptifrunning);
 
    // 判断是否已经取消
    boolean iscancelled();
    
    // 如果任务已经结束返回 true
    boolean isdone();
    
    // 若有必要会一直阻塞直到结束并返回结果
    v get() throws interruptedexception, executionexception;
 
    // 若有必要会阻塞指定的时间等待结束并返回结果
    v get(long timeout, timeunit unit)
        throws interruptedexception, executionexception, timeoutexception;
}

executorservice 中所有的 submit 方法都返回一个 future 对象，从而将一个 runnable 或 callable 提交给 executor, 可以通过返回的 future 来取消任务或者获取返回结果。

还可以显示地将某个指定的 runnable 或 callable 实例化为 futuretask ，由于 futuretask 类实现了 runnable、future 接口，因此可以将它提交给 executor 来执行。

futuretask 继承关系：

public class futuretask<v> implements runnablefuture<v> {
    ......
}

public interface runnablefuture<v> extends runnable, future<v> {
    void run();
}

future 和 futuretask 的一个区别在于，future 需要通过 executorservice 中的 submit 方法的返回值来获取结果，而 futuretask 提交任务时不需要设置返回值，通过自身就可以获取结果。

下面来看一个计算 0~10 之间的整数之和并返回结果的例子：

import java.time.localdatetime;
import java.util.concurrent.executorservice;
import java.util.concurrent.executors;
import java.util.concurrent.future;
 
/**
 * @author ：jhys
 * @date ：created in 2021/7/6 14:43
 * @description ：
 */
public class futuretest1 {
    public static void main(string[] args) throws exception {
        executorservice executor = executors.newsinglethreadexecutor();
        system.out.println(localdatetime.now() + ": thread start");
        future<integer> future = executor.submit(() -> {
            try {
                thread.sleep(3000);
            } catch (interruptedexception e) {
                e.printstacktrace();
            }
            system.out.println(localdatetime.now() + ": task start");
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i <= 10; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        });
        executor.shutdown();
        try {
            integer ret = future.get();
            system.out.println(localdatetime.now() + ": ret = " + ret);
        } catch (exception e) {
            e.printstacktrace();
        }
        system.out.println("finish");
    }
}

输出结果：

2021-07-06t14:49:21.244: thread start

2021-07-06t14:49:24.259: task start

2021-07-06t14:49:24.259: ret = 55

finish

将上面的例子中 future 替换为 futuretask ，代码如下：

public class futuretest {
 
    public static void main(string[] args) {
 
        futuretask<integer> future = new futuretask<>(() -> {
            thread.sleep(3000);
            system.out.println(localdatetime.now() + ": task start");
 
            int sum = 0;
            for (int i =0; i <= 10; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        });
 
        executorservice executor = executors.newsinglethreadexecutor();
        // 注意这里的区别，不需要显示获取返回值
        executor.submit(future);
        executor.shutdown();
 
        try {
            system.out.println(localdatetime.now() + ": ret = " + future.get());
        } catch (interruptedexception e) {
            e.printstacktrace();
        } catch (executionexception e) {
            e.printstacktrace();
        }
        system.out.println("finish");
    }
 
}

总结

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