Java并发编程之二：线程的开发工具类

青旅半醒 2023-06-09 10:26 13阅读 0赞

# **线程的开发工具类** #

**一、****Fork-Join**  
**1.Fork-Join简介**  
从JDK1.7开始，Java提供Fork/Join框架用于并行执行任务，它的思想就是讲一个大任务分割成若干小任务，最终汇总每个小任务的结果得到这个大任务的结果。这种思想和MapReduce很像（input --> split --> map --> reduce --> output）  
主要有两步：  
第一、任务切分  
第二、结果合并  
它的模型大致是这样的：线程池中的每个线程都有自己的工作队列（PS：这一点和ThreadPoolExecutor不同，ThreadPoolExecutor是所有线程公用一个工作队列，所有线程都从这个工作队列中取任务），当自己队列中的任务都完成以后，会从其它线程的工作队列中偷一个任务执行，这样可以充分利用资源。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

工作窃取（work-stealing）算法是指某个线程从其他队列里窃取任务来执行。工作窃取的运行流程图如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

那么为什么需要使用工作窃取算法呢？

假如我们需要做一个比较大的任务，我们可以把这个任务分割为若干互不依赖的子任务，为了减少线程间的竞争，于是把这些子任务分别放到不同的队列里，并为每个队列创建一个单独的线程来执行队列里的任务，线程和队列一一对应，比如A线程负责处理A队列里的任务。但是有的线程会先把自己队列里的任务干完，而其他线程对应的队列里还有任务等待处理。干完活的线程与其等着，不如去帮其他线程干活，于是它就去其他线程的队列里窃取一个任务来执行。而在这时它们会访问同一个队列，所以为了减少窃取任务线程和被窃取任务线程之间的竞争，通常会使用双端队列，被窃取任务线程永远从双端队列的头部拿任务执行，而窃取任务的线程永远从双端队列的尾部拿任务执行。

工作窃取算法的优点是充分利用线程进行并行计算，并减少了线程间的竞争，其缺点是在某些情况下还是存在竞争，比如双端队列里只有一个任务时。并且消耗了更多的系统资源，比如创建多个线程和多个双端队列。  
**2.分而治之概念**

规模为N的问题，N<阈值，直接解决，N>阈值，将N分解为K个小规模子问题，子问题互相对立，与原问题形式相同，将子问题的解合并得到原问题的解  
**3.Fork-Join基本范式**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]  
**4.使用方法**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

ForkJoinTask在Java并发工具包中还有两个子类：RecursiveTask和RecursiveAction。前者代表有返回值的任务，后者代表没有返回值的任务。

Fork/Join框架主要包含三个模块：  
1、任务对象：ForkJoinTask  
2、执行Fork/Join任务的线程：ForkJoinWorkerThread  
3、线程池：ForkJoinPool

ForkJoinPool可以用来执行ForkJoinTask任务，其内部维护了一组线程和任务队列，可以用来高效地执行任务。

其中有两个提交任务的方法：

invoke()同步阻塞

execute()异步执行  
我们写两个demo来使用下ForkJoinTask

Fork/Join的同步用法同时演示返回结果值：统计整形数组中所有元素的和

package com.thread.day2;
    import java.util.Random;
    /**
     * 生成指定长度的随机数数组
     * @author Hai
     *
     */
    public class GenerateArr {//数组长度
        public static final int ARRAY_LENGTH  = 100000000;
        public static int[] generateArr() {
            //new一个随机数发生器
            Random r = new Random();
            int[] result = new int[ARRAY_LENGTH];
            for(int i=0;i<ARRAY_LENGTH;i++){
                //用随机数填充数组
                result[i] =  r.nextInt(ARRAY_LENGTH*3);
            }
            return result;
        }}

package com.thread.day2;
    import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
    import java.util.concurrent.RecursiveTask;
    /**
     * 计算数组之和
     * @author Hai
     */
    public class RecursiveTaskTest {
    	private static class SumArrTask extends RecursiveTask<Integer> {	
    		private static final long serialVersionUID = 1L;
    		private final static int THRESHOLD = 100; //阈值	
    		private int[] arr;	
    		private int beginIndex;//数组起始计算下标	
    		private int endIndex;//数组结束计算下标	
    		public SumArrTask(int[] arr,int beginIndex,int endIndex) {
    			this.arr = arr;
    			this.beginIndex = beginIndex;
    			this.endIndex = endIndex;
    		}	
    		@Override
    		protected Integer compute() {
    			if(endIndex - beginIndex < THRESHOLD){//如果计算量小于1000个，直接计算并返回计算结果
    				int sum = 0;
    				for (int i = beginIndex; i <= endIndex; i++) {
    					sum = arr[i]+sum;
    				}
    				return sum;
    			}else{//若计算量大于1000个，则往下拆分两个子任务计算结果，将子任务的结果相加并返回
    				int midIndex = (endIndex + beginIndex)/2;
    				SumArrTask childTask1 = new SumArrTask(arr,beginIndex,midIndex);
    				SumArrTask childTask2 = new SumArrTask(arr,midIndex+1,endIndex);
    				invokeAll(childTask1,childTask2);
    				return childTask1.join()+childTask2.join();
    			}
    		}
    	}
    	public static void main(String[] args) {
    		int[] arr = GenerateArr.generateArr();
    		ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
    		SumArrTask sumArrTask = new SumArrTask(arr,0, arr.length-1);
    		System.out.println("------------------开始计算数组和----------------");
    		long begin = System.currentTimeMillis();
    		pool.invoke(sumArrTask);//同步调用 会阻塞主线程
    		long end = System.currentTimeMillis();
    		System.out.println("------------------结束计算----------------");
    		System.out.println("计算总用时:"+(end - begin)+"ms");
    		System.out.println("数组中的元素之和:"+sumArrTask.join());
    	}
    }

输出结果：
    ------------------开始计算数组和----------------
    ------------------结束计算----------------
    计算总用时:216ms
    数组中的元素之和:-1181029292

Fork/Join的异步用法同时演示不要求返回值：遍历指定目录（含子目录）寻找指定类型文件

package com.thread.day2;
    
    import java.io.File;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Arrays;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
    import java.util.concurrent.RecursiveAction;
    
    /**
     * 寻找某个盘下面所有*.doc文件，并打印出来
     * @author Hai
     *
     */
    public class RecursiveActionTest {
    
    	private static class RecursiveTask extends RecursiveAction {
    		
    		private static final long serialVersionUID = 1L;
    
    		private File src;
    		
    		public RecursiveTask(File src){
    			this.src = src;
    		}
    		@Override
    		protected void compute() {
    			if(src.isDirectory()){//如果是目录，则拆分为多个子任务进行寻找
    				File[] files = src.listFiles();
    				if(null == files) return;
    				List<RecursiveTask> tasks = new ArrayList<>(files.length);
    				for (File file : files) {
    					RecursiveTask task = new RecursiveTask(file);
    					tasks.add(task);
    				}
    				invokeAll(tasks);
    			}else{//如果是文件，则判断文件是否.txt结尾
    				if(src.getName().endsWith(".doc")){
    					System.out.println("搜索到doc文件:"+src.getAbsolutePath());
    				}
    			}
    		}
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    		RecursiveTask task = new RecursiveTask(new File("C:/Users/"));
    		ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
    		pool.execute(task);
    		Thread.sleep(1000);// 主线程业务
    		System.out.println("主线程执行完毕");
    		long begin = System.currentTimeMillis();
    		task.join();//线程阻塞等待任务执行完成
    		long end = System.currentTimeMillis();
    		System.out.println("task end and pay time:"+(end - begin)+"ms");
    	}
    }

执行结果

主线程执行完毕
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Documents\QQPCMgr\data\config\TRC02.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Desktop\jvm学习.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Desktop\小海 ‘\个人文件\新建 DOC 文档.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Desktop\性能优化.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Desktop\高并发笔记\~$线程的开发工具类.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Desktop\高并发笔记\一：线程基础,线程之间得共享与协作.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\Desktop\高并发笔记\二：线程的开发工具类.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\AppData\Roaming\kingsoft\nse\WPS云文档使用简介.doc
    
    搜索到doc文件:C:\Users\Hai\AppData\Roaming\kingsoft\nse\WPS网盘使用帮助.doc
    
    task end and pay time:39860ms

# **5.相关使用** #

在JDK8中lamdba有个stream操作parallelStream,底层也是使用ForkJoinPool实现的;

我们可以通过Executors.newWorkStealingPool(int parallelism)快速创建ForkJoinPool线程池,无参默认使用CPU数量的线程数执行任务;

**二、****常用的开发工具类**  
**1.CountDownLatch**  
概念：countDownLatch这个类使一个线程等待其他线程各自执行完毕后再执行。

它是通过一个计数器来实现的，计数器的初始值是线程的数量（当然也可以不是线程的数量）。每当一个线程执行完毕后，计数器的值就-1（调用countDown()方法），当计数器的值为0时，表示所有线程都执行完毕，然后在闭锁（调用await()方法的地方）上等待的线程就可以恢复工作了。

作用：是一组线程等待其他的线程完成工作以后在执行，加强版join

await()用来等待，countDown()负责计数器的减一

这里可以通过一道题来更清晰的认识它：

实现一个容器，提供两个方法，一个size,一个add

写两个线程，线程1往自定义容器中添加十个元素，线程2实时监控容器中的数量，在容器中元素个数为5的时候输出并结束线程

package com.thread.day2;
    import java.util.LinkedList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.CountDownLatch;
    
    /**
     * 实现一个容器，提供两个方法，一个size,一个add
     *	写两个线程，线程1往自定义容器中添加十个元素，线程2实时监控容器中的数量，
     *	在容器中元素个数为5的时候输出并结束线程
     * @author Hai
     *
     */
    public class CountDownLatchTest {
    	private static class MyContainer<E>{
    		// volatile使容器对线程2可见
    		//因为只有一个线程负责写，所以仅volatile可见就行，不必考虑线程不安全
    		private volatile List<E> container = new LinkedList<>(); 
    		public void add(E e){
    			container.add(e);
    		}	
    		public int size(){
    			return container.size();
    		}
    	}
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    		CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
    		MyContainer<Integer> container = new MyContainer<Integer>();
    		new Thread(new Runnable() {
    			@Override
    			public void run() {
    				System.out.println("监控容量线程启动");
    				try {
    					if(container.size() != 5 ){
    						countDownLatch.await();//线程阻塞监控，直到满足条件释放
    					}
    					System.out.println("容器中元素个数为5,结束线程,"+container.container.toString());
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    				System.out.println("监控容量线程结束");
    			}
    		}).start();
    		Thread.sleep(1000);
    		new Thread(new Runnable() {			
    			@Override
    			public void run() {
    				for (int i=0;i<10;i++) {
    					if(container.size() == 5){
    						countDownLatch.countDown();
    					}
    					container.add(i);
    					System.out.println("添加元素:"+i);
    					try {
    						Thread.sleep(1000);//睡眠1秒钟是为了延缓添加速度，让监控线程及时输出
    					} catch (InterruptedException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    				}
    			}
    		}).start();
    	}
    }

**2.CyclicBarrier**  
栅栏类似于闭锁，它能阻塞一组线程直到某个事件的发生。栅栏与闭锁的关键区别在于，所有的线程必须同时到达栅栏位置，才能继续执行。闭锁用于等待事件，而栅栏用于等待其他线程。  
CyclicBarrier可以使一定数量的线程反复地在栅栏位置处汇集。当线程到达栅栏位置时将调用await方法，这个方法将阻塞直到所有线程都到达栅栏位置。如果所有线程都到达栅栏位置，那么栅栏将打开，此时所有的线程都将被释放，而栅栏将被重置以便下次使用。   
类图:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

通过类图我们可以看到，CyclicBarrier内部使用了ReentrantLock和Condition两个类。它有两个构造函数：

public CyclicBarrier(int parties) {
        this(parties, null);
    }
    public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {
        if (parties <= 0) throw new IllegalArgumentException();
        this.parties = parties;
        this.count = parties;
    this.barrierCommand = barrierAction;
    }

例子:CyclicBarrier默认的构造方法是CyclicBarrier(int parties)，其参数表示屏障拦截的线程数量，每个线程使用await()方法告诉CyclicBarrier我已经到达了屏障，然后当前线程被阻塞。  
CyclicBarrier的另一个构造函数CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction)，用于线程到达屏障时，优先执行barrierAction，方便处理更复杂的业务场景。

例子：

package com.thread.day2;
    import java.util.concurrent.BrokenBarrierException;
    import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
    /**
     * 假设探宝节目，4个人探宝，门上有4个锁需要都解开才能打开大门，4个人才能进去探宝，
     * 要求门被打开的时候通知节目组
     * 那就是4个线程，等待4把锁同时打开，才能继续下面的操作，锁打开的时候通知另一个线程
     * @author Hai
     *
     */
    public class CyclicBarrierTest {
    	private static CyclicBarrier cyclicBarrier = new CyclicBarrier(4,new Thread(new Runnable() {
    		//栅栏打开时会回调此方法
    		@Override
    		public void run() {
    			System.out.println("大门已打开");
    		}
    	}));
    	public static void main(String[] args) {
    		for (int i = 0; i < 4; i++) {
    			new Thread(new Runnable() {				
    				@Override
    				public void run() {
    					try {
    						System.out.println("到达大门");
    						Thread.sleep(2000);//延迟时间才能更准确的得出结论
    						System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"已打开锁?");
    						cyclicBarrier.await();//阻塞等待其他锁被打开
    					} catch (InterruptedException | BrokenBarrierException e) {
    						e.printStackTrace();
    					}
    					System.out.println("大门已打开，"+Thread.currentThread().getName()+"已进入密室开始探宝");
    					
    				}
    			}).start();
    		}
    	}
    }

**3.CountDownLatch和CyCliBarrier区别**  
CountDownLatch的计数器只能使用一次，而CyclicBarrier的计数器可以使用reset()方法重置，可以使用多次，所以CyclicBarrier能够处理更为复杂的场景； CyclicBarrier还提供了一些其他有用的方法，比如getNumberWaiting()方法可以获得CyclicBarrier阻塞的线程数量，isBroken()方法用来了解阻塞的线程是否被中断；CountDownLatch允许一个或多个线程等待一组事件的产生，而CyclicBarrier用于等待其他线程运行到栅栏位置。  
**4.Semphore**  
Semaphore 是 synchronized 的加强版，作用是控制线程的并发数量。就这一点而言，单纯的synchronized 关键字是实现不了的。

package com.thread.day2;
    
    import java.util.concurrent.Semaphore;
    
    public class SemaphoreTest {
    
    	private static Semaphore semaphore = new Semaphore(4);//控制只能同时4个线程（不一定是线程）访问资源
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		for (int i = 0; i < 10; i++) {
    			new Thread(new Runnable() {
    				
    				@Override
    				public void run() {
    					try {
    						semaphore.acquire();//表示占用一个线程
    						Thread.sleep(1000);
    						System.out.println("--------------------商品信息---------"+System.currentTimeMillis());
    						semaphore.release();//表示归还1个线程
    					} catch (InterruptedException e) {
    						// TODO Auto-generated catch block
    						e.printStackTrace();
    					}
    					
    				}
    			}).start();;
    		}
    	}
    }
    输出结果：
    --------------------商品信息---------1571568488222
    --------------------商品信息---------1571568488222
    --------------------商品信息---------1571568488222
    --------------------商品信息---------1571568488222
    --------------------商品信息---------1571568489222
    --------------------商品信息---------1571568489232
    --------------------商品信息---------1571568489232
    --------------------商品信息---------1571568489232
    --------------------商品信息---------1571568490222
    --------------------商品信息---------1571568490232

分析输出结果可知，每4个线程的时间戳相同，说明当线程数到达CyCliBarrier指定的数字时，acquire()会阻塞等待资源的回归

[https://blog.csdn.net/carson0408/article/details/79475723][https_blog.csdn.net_carson0408_article_details_79475723]这篇文章对这个并发工具的解释更好理解一些。  
**5.Exchange****r**

Exchanger用于在线程之间交换数据

允许两个线程在某个汇合点交换对象，在某些管道设计时比较有用。Exchanger提供了一个同步点，在这个同步点，一对线程可以交换数据。每个线程通过exchange()方法的入口提供数据给他的伙伴线程，并接收他的伙伴线程提供的数据并返回。当两个线程通过Exchanger交换了对象，这个交换对于两个线程来说都是安全的。Exchanger可以认为是 SynchronousQueue 的双向形式，在运用到遗传算法和管道设计的应用中比较有用。

例子：

package com.thread.day2;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.Exchanger;
    
    public class ExchangerTest {
    
    	private static Exchanger<List<Integer>> exchanger = new Exchanger<>();
    	public static void main(String[] args) {
    		new Thread(new Runnable() {
    			
    			@Override
    			public void run() {
    				List<Integer> list = new ArrayList<>();
    				for (int i = 0; i < 5; i++) {
    					list.add(i);
    				}
    				try {
    					List<Integer> newList = exchanger.exchange(list);
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"原list数据:"+list);
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换获取的list数据:"+newList);
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    			}
    		}).start();
    		
    		new Thread(new Runnable() {
    			
    			@Override
    			public void run() {
    				List<Integer> list = new ArrayList<>();
    				for (int i = 20; i < 25; i++) {
    					list.add(i);
    				}
    				try {
    					List<Integer> newList = exchanger.exchange(list);
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"原list数据:"+list);
    					System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"交换获取的list数据:"+newList);
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}
    			}
    		}).start();
    	}
    }
    
    输出结果：
    Thread-0原list数据:[0, 1, 2, 3, 4]
    Thread-1原list数据:[20, 21, 22, 23, 24]
    Thread-0交换获取的list数据:[20, 21, 22, 23, 24]
    Thread-1交换获取的list数据:[0, 1, 2, 3, 4]

**6.Callable, Future, FutureTask**  
**    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，该接口声明了一个名称为call()的方法，同时这个方法可以有返回值V，也可以抛出异常。call()方法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：

//submit提交一个实现Callable接口的任务，并且返回封装了异步计算结果的Future
    
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);
    
    //submit提交一个实现Runnable接口的任务，并且指定了在调用Future的get方法时返回的result对象。
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
    
    //submit提交一个实现Runnable接口的任务，并且返回封装了异步计算结果的Future。
    
    Future<?> submit(Runnable task);

因此我们只要创建好我们的线程对象（实现Callable接口或者Runnable接口），然后通过上面3个方法提交给线程池去执行即可。

**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<V>接口是用来获取异步计算结果的，说白了就是对具体的Runnable或者Callable对象任务执行的结果进行获取(get())，取消(cancel())，判断是否完成等操作。我们看看Future接口的源码：

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**

类图如下：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

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。

**分析：**

FutureTask除了实现了Future接口外还实现了Runnable接口，因此FutureTask也可以直接提交给Executor执行。 当然也可以调用线程直接执行（FutureTask.run()）。接下来我们根据FutureTask.run()的执行时机来分析其所处的3种状态：

（1）未启动，FutureTask.run()方法还没有被执行之前，FutureTask处于未启动状态，当创建一个FutureTask，而且没有执行FutureTask.run()方法前，这个FutureTask也处于未启动状态。

（2）已启动，FutureTask.run()被执行的过程中，FutureTask处于已启动状态。

（3）已完成，FutureTask.run()方法执行完正常结束，或者被取消或者抛出异常而结束，FutureTask都处于完成状态。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

下面我们再来看看FutureTask的方法执行示意图（方法和Future接口基本是一样的，这里就不过多描述了）

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2JhaWR1XzQxNjY5OTE5_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

分析：

（1）当FutureTask处于未启动或已启动状态时，如果此时我们执行FutureTask.get()方法将导致调用线程阻塞；当FutureTask处于已完成状态时，执行FutureTask.get()方法将导致调用线程立即返回结果或者抛出异常。

（2）当FutureTask处于未启动状态时，执行FutureTask.cancel()方法将导致此任务永远不会执行。当FutureTask处于已启动状态时，执行cancel(true)方法将以中断执行此任务线程的方式来试图停止任务，如果任务取消成功，cancel(...)返回true；但如果执行cancel(false)方法将不会对正在执行的任务线程产生影响(让线程正常执行到完成)，此时cancel(...)返回false。当任务已经完成，执行cancel(...)方法将返回false。

最后我们给出FutureTask的两种构造函数：

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。

例子：

package com.thread.day2;
    import java.text.SimpleDateFormat;
    import java.util.Date;
    import java.util.concurrent.Callable;
    import java.util.concurrent.ExecutionException;
    import java.util.concurrent.FutureTask;
    public class FutureTaskTest {
    	 public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
    		FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new Callable<Integer>() {
    			@Override
    			public Integer call() throws Exception {
    				Thread.sleep(2000);
    				return 1;
    			}
    		});
    		SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss");
    		new Thread(futureTask).start();
    		System.out.println("调用get()方法前时间："+sdf.format(new Date()));
    		Integer result = futureTask.get();
    		System.out.println("调用get()方法后时间："+sdf.format(new Date())+"执行结果:"+result);
    	}
    }
    
    输出结果：
    
    调用get()方法前时间：20191020194832
    调用get()方法后时间：20191020194834执行结果:1

**实现Runnable接口和实现Callable接口的区别：**

1、Runnable是自从java1.1就有了，而Callable是1.5之后才加上去的。

2、Callable规定的方法是call(),Runnable规定的方法是run()。

3、Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值(是void)。

4、call方法可以抛出异常，run方法不可以。

5、运行Callable任务可以拿到一个Future对象，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。通过Future对象可以了解任务执行情况，可取消任务的执行，还可获取执行结果。

6、加入线程池运行，Runnable使用ExecutorService的execute方法，Callable使用submit方法。

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