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Java多线程 Callable、Future 和FutureTask

2024-04-02 19:04:59 378人浏览安东尼

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摘要

目录1 Callable介绍2 Future介绍2.1 在Future接口中声明方法2.2 Future提供了三种功能3 FutureTask4 Future和FutureTask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

1 Callable介绍

Callable接口代表一段可以调用并返回结果的代码;Future接口表示异步任务，是还没有完成的任务给出的未来结果。所以说Callable用于产生结果，Future用于获取结果。

Callable接口使用泛型去定义它的返回类型。Executors类提供了一些有用的方法在线程池中执行Callable内的任务。由于Callable任务是并行的（并行就是整体看上去是并行的，其实在某个时间点只有一个线程在执行），我们必须等待它返回的结果。
java.util.concurrent.Future对象为我们解决了这个问题。在线程池提交Callable任务后返回了一个Future对象，使用它可以知道Callable任务的状态和得到Callable返回的执行结果。Future提供了get()方法让我们可以等待Callable结束并获取它的执行结果。

2 Future介绍

2.1 在Future接口中声明方法

在Future接口中声明5种方法下面依次解释每个方法的作用：

2.2 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。

3 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) {
}

事实上，FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。

4 Future和FutureTask的使用

4.1 使用Callable+Future获取执行结果


public class CallableFutureTest {


    public static void main(String[] args) {
        //创建线程池
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //创建Callable对象任务
        CallableDemo calTask = new CallableDemo();
        //提交任务并获取执行结果
        Future<Integer> future = es.submit(calTask);
        //关闭线程池
        es.shutdown();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("主线程在执行其他任务");

            if (future.get() != null) {
                //输出获取到的结果
                System.out.println("future.get()-->" + future.get());
            } else {
                //输出获取到的结果
                System.out.println("future.get()未获取到结果");
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("主线程在执行完成");
    }


}


class CallableDemo implements Callable<Integer> {

    private int sum;

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("Callable子线程开始计算啦！");
        Thread.sleep(2000);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        System.out.println("Callable子线程计算结束！");
        return sum;
    }
}

Callable子线程开始计算啦！
Callable子线程计算结束！
主线程在执行其他任务
future.get()-->4950
主线程在执行完成

4.2 使用Callable+Future获取执行结果


public class CallableFutureTest {


    public static void main(String[] args) {
//      //创建线程池
//      ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
//      //创建Callable对象任务
//      CallableDemo calTask=new CallableDemo();
//      //提交任务并获取执行结果
//      Future<Integer> future =es.submit(calTask);
//      //关闭线程池
//      es.shutdown();

        //创建线程池
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //创建Callable对象任务
        CallableDemo calTask = new CallableDemo();
        //创建FutureTask
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(calTask);
        //执行任务
        es.submit(futureTask);
        //关闭线程池
        es.shutdown();
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("主线程在执行其他任务");

            if (futureTask.get() != null) {
                //输出获取到的结果
                System.out.println("futureTask.get()-->" + futureTask.get());
            } else {
                //输出获取到的结果
                System.out.println("futureTask.get()未获取到结果");
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("主线程在执行完成");


    }
}

class CallableDemo implements Callable<Integer> {

    private int sum;

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("Callable子线程开始计算啦！");
        Thread.sleep(2000);

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        System.out.println("Callable子线程计算结束！");
        return sum;
    }
}

Callable子线程开始计算啦！
Callable子线程计算结束！
主线程在执行其他任务
futureTask.get()-->4950
主线程在执行完成

但其实这两种方法最终是一样的：
第一种方式Callable+Future最终也是以Callable+FutureTask的形式实现的。
在第一种方式中调用了： Future future = executor.submit(task);
那就让我们看看executor.submit(task)的源码吧：


//java.util.concurrent.AbstractExecutorService类中
   
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);//可以看到源码中其实是在submit(Callable<T> task)内部创建了一个RunnableFuture<T>接口实现类
        execute(ftask);
        return ftask;
    }

而FutureTask又是RunnableFuture的实现类，那就再看看newTaskFor(Callable callable)里面干了什么：


 protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
        return new FutureTask<T>(callable);
    }

到此这篇关于Java多线程 Callable、Future 和FutureTask的文章就介绍到这了,更多相关Java多线程内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！

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