JAVA并发编程(五):创建线程的第三种方式:实现Callable接口

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众所周知创建线程的方式有两种:1.继承Thread类。2.实现Runnable接口。从jdk1.5开始,提供了另一种创建线程的方式。今天我们就来看看这第三种方式:实现Callable接口

一、Callable与Runnable

我们直接来看一个使用Callable创建线程的例子

/*
 * 一、创建执行线程的方式三:实现 Callable 接口。 相较于实现 Runnable 接口的方式,方法可以有返回值,并且可以抛出异常。
 * 
 * 二、执行 Callable 方式,需要 FutureTask 实现类的支持,用于接收运算结果。  FutureTask 是  Future 接口的实现类
 */
public class TestCallable {
    
    public static void main(String[] args) {
        ThreadDemo td = new ThreadDemo();
        
        //1.执行 Callable 方式,需要 FutureTask 实现类的支持,用于接收运算结果。
        FutureTask<Integer> result = new FutureTask<>(td);
        
        new Thread(result).start();
        
        //2.接收线程运算后的结果
        try {
            Integer sum = result.get();  //FutureTask 可用于 闭锁
            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;
    }
    
}

从这个例子可以看出,Callable与Runnable的主要区别在于Callable可以拿到任务执行后的返回值。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,call()函数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:

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

第一个submit方法里面的参数类型就是Callable。
一般情况下我们使用第一个submit方法和第三个submit方法,第二个submit方法很少使用。

二、Future和FutureTask

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类位于java.util.concurrent包下,它是一个接口:

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,就会抛出异常,如果捕获了直接返回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FutureTask。

我们先来看一下FutureTask的实现:

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

FutureTask类实现了RunnableFuture接口,我们看一下RunnableFuture接口的实现:

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

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。

FutureTask提供了2个构造器:

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。
  下面来一个FutureTaskde使用示例

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //第一种方式
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
        executor.submit(futureTask);
        executor.shutdown();
         
        //第二种方式,注意这种方式和第一种方式效果是类似的,只不过一个使用的是ExecutorService,一个使用的是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("主线程在执行任务");
         
        try {
            System.out.println("task运行结果"+futureTask.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
         
        System.out.println("所有任务执行完毕");
    }
}
class Task implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("子线程在进行计算");
        Thread.sleep(3000);
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<100;i++)
            sum += i;
        return sum;
    }
}

参考文章


本文作者: catalinaLi
本文链接: http://catalinali.top/2018/helloCallable/

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