Java并发(二)Callable、Future、FutureTask

使用于业务场景:

需要获取某线程的返回值,需要取消正在运行的某个线程,需要判断某线程是否执行完毕。
我们使用 Thread 和 Runnable 时,线程调用的都是 run(),它的返回值是 void。无法获取返回值,所以JDK1.5引入了 Callable 和 Future 接口来实现该业务场景。
注:本文中的 task 都表示线程。

一、Future 接口:

1、boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

JDK1.8的注释为:

Attempts to cancel execution of this task. This attempt will fail if the task has already completed, has already been cancelled, or could not be cancelled for some other reason. If successful, and this task has not started when {@code cancel} is called, this task should never run. If the task has already started, then the {@code mayInterruptIfRunning} parameter determines whether the thread executing this task should be interrupted in an attempt to stop the task.
大致意思是cancel()用来取消task,这里的task是一个线程。参数 mayInterruptIfRunning 表示是否中断正在执行的task,分以下几种情况:

(1)task 还未开始:cancel() 后返回 true,并且该 task 之后不会再被执行;
(2)task is running:只有此时需要用到参数 mayInterruptIfRunning,

若mayInterruptIfRunning = true 则会中断 running 的 task,若 mayInterruptIfRunning = false,则不会中断。
若中断成功,就返回 true,中断失败就 返回 false。

(3)task 已执行完:返回false;

可以看出,到底返回 true 还是返回 false,取决于 cancel() 到底做成了事情没,干事了就是 true,没干或者没干成功就返回 false。

2、boolean isCancelled();

JDK注释为:Returns {@code true} if this task was cancelled before it completed

3、boolean isDone();

JDK注释为:Returns {@code true} if this task completed.
* Completion may be due to normal termination, an exception, or cancellation -- in all of these cases, this method will return
{@code true}.
这里需要注意的是 isDone() 用于判断 task 是否执行完,而无论是 task 正常结束还是抛出异常还是被取消,都认为它执行完了,也就是说都会返回 false.

4、V get();

JDK注释为:Waits if necessary for the computation to complete, and then retrieves its result.
get()方法为 Future 这个接口最核心的方法,也是使用最频繁的方法。它会阻塞直到 取得 task的返回值为止。

5、V get(long timeout, TimeUnit unit);

JDK注释为:Waits if necessary for at most the given time for the computation to complete, and then retrieves its result, if available.
作用同 get(),只是它给了一个超时时间,TimeUnit 是时间单位。

二、Callable 接口 和 FutureTask 类:

Callable<V>接口非常简单,就一个方法:V call();我们的业务 task 实现 Callable 接口,重写 call 方法即可。当该 task 启动时,就会调用我们重写的 call()
需要注意的是,这个类是泛型的,通常使用 Object。
FutureTask 是 Future 和 Runnable 的实现类,如图:


类图

至于为什么线程启动是就会调用 call(),奥秘就在 FutureTask 的 run() 中。如图所示,run() 中调用了 call()。可以看出 FutureTask 的 run() 使用了对象适配器模式来关联 Callable 接口,如果构造方法传入的是 Callable 对象,则调用 call() 方法。


FutureTask 的 run()

三、Callable 的两种调用方法

1、通过Thread 调用

import java.util.concurrent.*;

public class CallableTest {

    private static class Test implements Callable<Object> {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            Thread.sleep(5000);
            return "callable 内部类返回!";
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<Object> futureTask = new FutureTask<>(new Test());
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        System.out.println("主线程执行");

        try {
            String str = (String)futureTask.get();
            System.out.println(str);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2、通过 Executor 调用

import java.util.concurrent.*;

public class CallableTest {

    private static class Test implements Callable<Object> {
        @Override
        public Object call() throws Exception {
            Thread.sleep(5000);
            return "callable 内部类返回!";
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<Object> futureTask = new FutureTask<>(new Test());
        Executor executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
        ((ExecutorService) executor).submit(futureTask);
        ((ExecutorService) executor).shutdown();
        System.out.println("主线程执行");

        try {
            String str = (String)futureTask.get();
            System.out.println(str);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
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