Java的Callable、Future、FutureTask

1.Callable

Callable用来执行任务,产生结果,而Future用来获得结果。
在开发多线程应用程序的传统方式中,我们创建线程并为其提供Runnable任务。Callable与Runnable非常相似,它有一个细微的区别,它可以返回结果或抛出异常,而Runnable的run方法的返回类型为void。

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():

Runnable runnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        // this can neither return the result nor throw an exception
    }
}

但是,Callable可以返回任务的结果并且可以抛出异常。您也可以指定结果类型。为简单起见,我把它作为String,但只要call()方法返回它,它就可以是任何复杂的对象。


Callable<String> callable = new Callable<String>() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        return "this can return output OR can throw Exception";
    }
};

既然您有Callable或任务,您需要能够运行该任务以获得输出。您可以使用ExecutorService使用它的submit()方法运行任务,或使用invokeAll()运行多个任务 ,您可以在其中提交可调用任务的集合。

现在是有趣的部分,submit()的返回类型是Future <T>,其中T是输出(String,如上例所示),invokeAll()的返回类型是List <Future <T >>

Future表示异步计算的结果。Java提供了检查计算是否完成,等待它完成或从中检索结果的方法。(它非常类似于javascript承诺,如果这使它易于理解)。因此,为了获得未来的结果,我们只需要调用get()就可以了。

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
// callable from above code
Future<String> future = executorService.submit(callable);
String output = future.get();

完整代码:

public class HealthCheckService {

  private HttpHandler httpHandler;
  private Config config;
  private ExecutorService executor;

  public HealthCheckService(HttpHandler httpHandler,Config config) {
    this.httpHandler = httpHandler;
    this.configuration = configuration;
    int size = config.servers.size();
    this.executor = Executors.newFixedThreadPool(size);
  }

  public List<HealthCheckResult> getHealthCheck() throws Exception {
    List<Callable<HealthCheck>> tasks = prepareTasks(config.uri);
    List<Future<HealthCheck>> futures = executor.invokeAll(tasks);
    List<HealthCheck> output = new ArrayList<>();
    for (Future<HealthCheckResult> future: futures) {
      output.add(future.get());
    }
    return output;
  }

  private List<Callable<HealthCheck>> prepareTasks(String api) {
    List<Callable<HealthCheckResult>> tasks = new ArrayList();
      for (String server: config.servers) {
        tasks.add(() -> httpHandler.getStatus(api));
      }
      return tasks;
  }
}

2.Future

Future常用方法——
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;
}

①V get() :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。

②V get(Long timeout , TimeUnit unit) :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,该方法将抛出异常。

③boolean 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。

④boolean isCanceller() :如果任务完成前被取消,则返回true。

⑤boolean cancel(boolean mayInterruptRunning) :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。

通过方法分析我们也知道实际上Future提供了3种功能:

(1)能够中断执行中的任务
(2)判断任务是否执行完成
(3)获取任务执行完成后额结果。

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,因此就有了下面的FutureTask。

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,因此就有了下面的FutureTask。

3.FutureTask

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。

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