Java並發編程：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拿到異步執行任務的返回值。
一.Callable與Runnable
先說一下java.lang.Runnable吧，它是一個接口，在它裏面只聲明了一個run()方法：
public interface Runnable {
由於run()方法返回值為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，在它裏面也只聲明了一個方法，只不過這個方法叫做call()：
public interface Callable<V> {
/**
* Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
*
* @return computed result
*
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。
那麽怎麽使用Callable呢？一般情況下是配合ExecutorService來使用的，在ExecutorService接口中聲明了若幹個submit方法的重載版本：
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
//<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
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：
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接口中聲明了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為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設置為true，則返回true，若mayInterruptIfRunning設置為false，則返回false；如果任務還沒有執行，則無論mayInterruptIfRunning為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。
因為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：
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：
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。所以它既可以作為Runnable被線程執行，又可以作為Future得到Callable的返回值。
FutureTask提供了2個構造器：
public FutureTask(Callable<V> callable) {
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
}
四.使用示例
1.使用Callable+Future獲取執行結果
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
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，註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;
}
}
如果為了可取消性而使用 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 作為底層任務的結果。
參考：
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html
Java並發編程：Callable、Future和FutureTask