Java併發編程：Callable、Future和FutureTask

在前面的文章中我們講述了創建線程的2種方式，一種是直接繼承Thread，另外一種就是實現Runnable接口。

　　這2種方式都有一個缺陷就是：在執行完任務之後無法獲取執行結果。

　　如果需要獲取執行結果，就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達到效果，這樣使用起來就比較麻煩。

　　而自從Java 1.5開始，就提供了Callable和Future，通過它們可以在任務執行完畢之後得到任務執行結果。

　　今天我們就來討論一下Callable、Future和FutureTask三個類的使用方法。以下是本文的目錄大綱：

　　一.Callable與Runnable

　　二.Future

　　三.FutureTask

　　四.使用示例

　　若有不正之處請多多諒解，並歡迎批評指正。

　　請尊重作者勞動成果，轉載請標明原文鏈接：

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

　　

一.Callable與Runnable

　　先說一下java.lang.Runnable吧，它是一個接口，在它裏面只聲明瞭一個run()方法：

1 2 3

public interface Runnable {     public abstract void run(); }

 　　由於run()方法返回值爲void類型，所以在執行完任務之後無法返回任何結果。

　　Callable位於java.util.concurrent包下，它也是一個接口，在它裏面也只聲明瞭一個方法，只不過這個方法叫做call()：

1 2 3 4 5 6 7 8 9

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，這是一個泛型接口，call()函數返回的類型就是傳遞進來的V類型。

　　那麼怎麼使用Callable呢？一般情況下是配合ExecutorService來使用的，在ExecutorService接口中聲明瞭若干個submit方法的重載版本：

1 2 3

<T> Future<T> submit(Callable<T> task); <T> Future<T> submit(Runnable task, T result); Future<?> submit(Runnable task);

　　第一個submit方法裏面的參數類型就是Callable。

　　暫時只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合來使用的，具體的使用方法講在後面講述。

　　一般情況下我們使用第一個submit方法和第三個submit方法，第二個submit方法很少使用。

二.Future

　　Future就是對於具體的Runnable或者Callable任務的執行結果進行取消、查詢是否完成、獲取結果。必要時可以通過get方法獲取執行結果，該方法會阻塞直到任務返回結果。

　　Future類位於java.util.concurrent包下，它是一個接口：

1 2 3 4 5 6 7 8

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接口中聲明瞭5個方法，下面依次解釋每個方法的作用：

• cancel方法用來取消任務，如果取消任務成功則返回true，如果取消任務失敗則返回false。參數mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務，如果設置true，則表示可以取消正在執行過程中的任務。如果任務已經完成，則無論mayInterruptIfRunning爲true還是false，此方法肯定返回false，即如果取消已經完成的任務會返回false；如果任務正在執行，若mayInterruptIfRunning設置爲true，則返回true，若mayInterruptIfRunning設置爲false，則返回false；如果任務還沒有執行，則無論mayInterruptIfRunning爲true還是false，肯定返回true。
• isCancelled方法表示任務是否被取消成功，如果在任務正常完成前被取消成功，則返回 true。
• isDone方法表示任務是否已經完成，若任務完成，則返回true；
• get()方法用來獲取執行結果，這個方法會產生阻塞，會一直等到任務執行完畢才返回；
• get(long timeout, TimeUnit unit)用來獲取執行結果，如果在指定時間內，還沒獲取到結果，就直接返回null。

　　也就是說Future提供了三種功能：

　　1）判斷任務是否完成；

　　2）能夠中斷任務；

　　3）能夠獲取任務執行結果。

　　因爲Future只是一個接口，所以是無法直接用來創建對象使用的，因此就有了下面的FutureTask。

三.FutureTask

　　我們先來看一下FutureTask的實現：

1	public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

 　　FutureTask類實現了RunnableFuture接口，我們看一下RunnableFuture接口的實現：

1 2 3

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

 　　可以看出RunnableFuture繼承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask實現了RunnableFuture接口。所以它既可以作爲Runnable被線程執行，又可以作爲Future得到Callable的返回值。

　　FutureTask提供了2個構造器：

1 2 3 4

public FutureTask(Callable<V> callable) { } public FutureTask(Runnable runnable, V result) { }

　　事實上，FutureTask是Future接口的一個唯一實現類。

四.使用示例

　　1.使用Callable+Future獲取執行結果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

public class Test {     public static void main(String[] args) {         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();         Task task = new Task();         Future<Integer> result = executor.submit(task);         executor.shutdown();                   try {             Thread.sleep(1000);         } catch (InterruptedException e1) {             e1.printStackTrace();         }                   System.out.println("主線程在執行任務");                   try {             System.out.println("task運行結果"+result.get());         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         } catch (ExecutionException e) {             e.printStackTrace();         }                   System.out.println("所有任務執行完畢");     } } class Task implements Callable<Integer>{     @Override     public Integer call() throws Exception {         System.out.println("子線程在進行計算");         Thread.sleep(3000);         int sum = 0;         for(int i=0;i<100;i++)             sum += i;         return sum;     } }

 　　執行結果：

子線程在進行計算
主線程在執行任務
task運行結果4950
所有任務執行完畢

　　2.使用Callable+FutureTask獲取執行結果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

public class Test {     public static void main(String[] args) {         //第一種方式         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();         Task task = new Task();         FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);         executor.submit(futureTask);         executor.shutdown();                   //第二種方式，注意這種方式和第一種方式效果是類似的，只不過一個使用的是ExecutorService，一個使用的是Thread         /*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("主線程在執行任務");                   try {             System.out.println("task運行結果"+futureTask.get());         } catch (InterruptedException e) {             e.printStackTrace();         } catch (ExecutionException e) {             e.printStackTrace();         }                   System.out.println("所有任務執行完畢");     } } class Task implements Callable<Integer>{     @Override     public Integer call() throws Exception {         System.out.println("子線程在進行計算");         Thread.sleep(3000);         int sum = 0;         for(int i=0;i<100;i++)             sum += i;         return sum;     } }

 　　如果爲了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的結果，則可以聲明 Future<?> 形式類型、並返回 null 作爲底層任務的結果。