Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

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.Future模拟实现

      五.使用示例

 

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：

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。

　　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：

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：

• 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：

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) {

}

 

四、Future模拟实现

public interface Data {
	
	String getRequest();

}

public class RealData implements Data {

	private String reqStr;
	
	public RealData(String reqStr) {
		this.reqStr = reqStr;
	}

	@Override
	public String getRequest() {
		try {
			Thread.sleep(5000);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("请求结果成功");
		return "hello，" + reqStr;
	}

}

public class FutureData implements Data {
	
	private RealData realData;
	
	private boolean isDone = false;

	@Override
	public synchronized String getRequest() {
		//System.out.println("FutureData getRequest, isDone= "+isDone);
		while(!isDone){
			try {
				this.wait();
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		return realData.getRequest();
	}

	public synchronized void setRealData(RealData realData) {
		//System.out.println("FutureData setRealData, isDone= "+isDone);
		if(isDone){
			return;
		}
		this.realData = realData;
		isDone = true;
		notify();
	}

}

public class FutureClient {
	
	public Data request(final String reqStr){
		//1.创建一个空的FutureData
		final FutureData futureData = new FutureData();
		//2.启动一个线程异步获取真正的数据
		new Thread(new Runnable() {
			@Override
			public void run() {
				System.out.println("异步处理中。。。");
				RealData realData = new RealData(reqStr);
				futureData.setRealData(realData);
			}
		}).start();
		//3.返回FutureData
		return futureData;
	}

}

public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		FutureClient fc = new FutureClient();
		System.out.println("开始发送请求");
		Data data = fc.request("future");
		System.out.println("发送请求成功");
		String ret = data.getRequest();
		System.out.println("获取结果为："+ret);
	}

}

执行结果：

开始发送请求
发送请求成功
异步处理中。。。
请求结果成功
获取结果为：hello，future

 

五、使用示例

public class CallableFutureTest {
	public static void main(String[] args) {
		//第一种方式
		ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
		Task task = new Task();
		Future<Integer> futureTask = executor.submit(task);
		executor.shutdown();
		
		//第二种方式
        /*ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
        executor.submit(futureTask);
        executor.shutdown();*/
		
		//第三种方式
		/*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;
	}
}

执行结果：

子线程在进行计算
主线程在执行任务
task运行结果4950
所有任务执行完毕

 

转自：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html