必会知识点:FutureTask+Callable 实现带返回值的多线程

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必会知识点:FutureTask+Callable 实现带返回值的多线程

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简介

创建线程的方式有两种,一种是实现Runnable接口,另一种是继承Thread,但是这两种方式都有个缺点,那就是在任务执行完成之后无法获取返回结果.

那如果我们想要获取返回结果该如何实现呢?

Executor框架结构中提到的Callable接口和Future接口,从Java SE 5.0开始引入了CallableFuture,通过它们构建的线程,在任务执行完成后就可以获取执行结果。

1.runnable接口与callable接口比较

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

Callable:
public interface Callable<V{   
      V   call()   throws Exception;   

Callable介绍

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。下面我们来说明如何使用,无论是Runnable接口的实现类还是Callable接口的实现类,都可以被ThreadPoolExecutorScheduledThreadPoolExecutor执行,ThreadPoolExecutorScheduledThreadPoolExecutor都实现了ExcutorService接口,而因此Callable需要和Executor框架中的ExcutorService结合使用,我们先看看ExecutorService提供的方法:

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

 Future<?> submit(Runnable task); //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。

其他方法

还有点要注意的是,除了我们自己实现Callable对象外,我们还可以使用工厂类Executors来把一个Runnable对象包装成Callable对象。Executors工厂类提供的方法如下:

public static Callable<Object> callable(Runnable task)  
public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) 

2.Future<V>接口

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。

public interface Future<V{  
      boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);  //如果任务还没开始,执行cancel(...)方法将返回false;如果任务已经启动,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,如果停止成功,返回true;当任务已经启动,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),此时返回false;当任务已经完成,执行cancel(...)方法将返回false。mayInterruptRunning参数表示是否中断执行中的线程。
      
     boolean isCancelled();  //如果任务完成前被取消,则返回true。
     
     boolean isDone();  //如果任务执行结束,无论是正常结束或是中途取消还是发生异常,都返回true
    
     get() throws InterruptedException, ExecutionException;  //获取异步执行的结果,如果没有结果可用,此方法会阻塞直到异步计算完成。
    
     get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;  //获取异步执行结果,如果没有结果可用,此方法会阻塞,但是会有时间限制,如果阻塞时间超过设定的timeout时间,该方法将返回null。
    }  
总结:

实际上Future提供了3种功能:

  • 能够中断执行中的任务;
  • 判断任务是否执行完成;
  • 获取任务执行完成后额结果;

但是Future只是一个接口,如果想要使用的话需要使用它的实现类FutureTask.

3.FutureTask

public class FutureTask<Vimplements RunnableFuture<V{
}


public interface RunnableFuture<Vextends RunnableFuture<V{  
 void run();  

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:

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

执行状态图

必会知识点:FutureTask+Callable 实现带返回值的多线程

方法执行示意图

必会知识点:FutureTask+Callable 实现带返回值的多线程
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。

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。

FutureTask的两种构造函数:

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

Callable+FutureTask获取执行结果

public class ThreadDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //创建线程池
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //创建Callable对象任务
        Callable calTask=new Callable() {
            public String call() throws Exception {
                String str = "返回值";
                return str;
            }
        };
        //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");
    }
}


来源:cnblogs.com/Finley/p/16400287.html


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原文始发于微信公众号(Java面试题精选):必会知识点:FutureTask+Callable 实现带返回值的多线程