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眾所周知建立執行緒的方式有兩種:1.繼承Thread類。2.實現Runnable介面。從jdk1.5開始,提供了另一種建立執行緒的方式。今天我們就來看看這第三種方式:實現Callable介面

一、Callable與Runnable

我們直接來看一個使用Callable建立執行緒的例子

/*
 * 一、建立執行執行緒的方式三:實現 Callable 介面。 相較於實現 Runnable 介面的方式,方法可以有返回值,並且可以丟擲異常。
 * 
 * 二、執行 Callable 方式,需要 FutureTask 實現類的支援,用於接收運算結果。  FutureTask 是  Future 介面的實現類
 */
public class TestCallable {
	
	public static void main(String[] args) {
		ThreadDemo td = new ThreadDemo();
		
		//1.執行 Callable 方式,需要 FutureTask 實現類的支援,用於接收運算結果。
		FutureTask<Integer> result = new FutureTask<>(td);
		
		new Thread(result).start();
		
		//2.接收執行緒運算後的結果
		try {
			Integer sum = result.get();  //FutureTask 可用於 閉鎖
			System.out.println(sum);
			System.out.println("------------------------------------");
		} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

class ThreadDemo implements Callable<Integer>{

	@Override
	public Integer call() throws Exception {
		int sum = 0;
		
		for (int i = 0; i <= 100000; i++) {
			sum += i;
		}
		
		return sum;
	}
	
}

從這個例子可以看出,Callable與Runnable的主要區別在於Callable可以拿到任務執行後的返回值。Callable位於java.util.concurrent包下,它也是一個介面,在它裡面也只聲明瞭一個方法,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
     * @throws Exception if unable to compute a result
     */
    V call() throws Exception;
}

可以看到,這是一個泛型介面,call()函式返回的型別就是傳遞進來的V型別。
那麼怎麼使用Callable呢?一般情況下是配合ExecutorService來使用的,在ExecutorService介面中聲明瞭若干個submit方法的過載版本:

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

第一個submit方法裡面的引數型別就是Callable。
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和FutureTask

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,它是一個介面:

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介面中聲明瞭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。引數mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務,如果設定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設定為true,則返回true,若mayInterruptIfRunning設定為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,就會丟擲異常,如果捕獲了直接返回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只是一個介面,所以是無法直接用來建立物件使用的,因此就有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介面,我們看一下RunnableFuture介面的實現:

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

可以看出RunnableFuture繼承了Runnable介面和Future介面,而FutureTask實現了RunnableFuture介面。所以它既可以作為Runnable被執行緒執行,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) {
}

事實上,FutureTask是Future介面的一個唯一實現類。
  下面來一個FutureTaskde使用示例

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("主執行緒在執行任務");
         
        try {
            System.out.println("task執行結果"+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("子執行緒在進行計算");
        Thread.sleep(3000);
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<100;i++)
            sum += i;
        return sum;
    }
}

參考文章