JUC学习笔记 -- (5) 线程创建的第三种方式Callable

男娘i 2022-05-04 00:56 182阅读 0赞

创建线程的两种方式，一种是直接继承Thread，另外一种就是实现Runnable接口。  
这两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，就产生了第三种方式：实现Callable接口的方式，可以获取到线程执行的返回值。

# Callable和Future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与Runnable #

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。

## 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。

# FutureTask #

## FutureTask实现了RunnableFuture接口，这个接口的定义如下： ##

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {  
        void run();  
    }

可以看到这个接口实现了Runnable和Future接口，接口中的具体实现由FutureTask来实现。这个类的两个构造方法如下 ：

public FutureTask(Callable<V> callable) {  
            if (callable == null)  
                throw new NullPointerException();  
            sync = new Sync(callable);  
        }  
        public FutureTask(Runnable runnable, V result) {  
            sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result));  
        }

如上提供了两个构造函数，一个以Callable为参数，另外一个以Runnable为参数。这些类之间的关联对于任务建模的办法非常灵活，允许你基于FutureTask的Runnable特性（因为它实现了Runnable接口），把任务写成Callable，然后封装进一个由执行者调度并在必要时可以取消的FutureTask。

FutureTask可以由执行者调度，这一点很关键。它对外提供的方法基本上就是Future和Runnable接口的组合：get()、cancel、isDone()、isCancelled()和run()，而run()方法通常都是由执行者调用，我们基本上不需要直接调用它。

# 一个FutureTask的例子 #

public class TestCallable {
    
    	public static void main(String[] args) {
    		CallableDemo callable = new CallableDemo();
    		FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(callable);
    		new Thread(task).start();
    		try {
    			//输出结果
    			System.out.println(task.get());
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} catch (ExecutionException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    	
    }
    
    class CallableDemo implements Callable<Integer>{
    
    	@Override
    	public Integer call() throws Exception {
    		int sum = 0;
    		for(int i=0;i<100;i++){
    			sum +=i;
    		}
    		return sum;
    	}
    }

运行如上程序后，可以看到get()方法的执行有闭锁的作用，必须等待任务执行完成然后才输出内容.

## 输出结果如下：4950 ##