java-Callable与Future的应用

一、引言

二、Callable与Runnable

三.Future

三、Callable与Runnable应用

四、FutureTask

五、CompletionService

一、引言

在前面的文章中我们讲述了创建线程的2种方式，一种是直接继承Thread，另外一种就是实现Runnable接口。这2种方式都有一个缺陷就是：在执行完任务之后无法获取执行结果。如果需要获取执行结果，就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果，这样使用起来就比较麻烦。而自从Java 1.5开始，就提供了Callable和Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。

本篇说明的是Callable和Future，它俩很有意思的，一个产生结果，一个拿到结果。 Callable接口类似于Runnable，从名字就可以看出来了，但是Runnable不会返回结果，并且无法抛出返回结果的异常，大一而Callable功能更强些，被线程执行后，可以返回值，这个返回值可以被Future拿到，也就是说，Future可以拿到异步执行任务的返回值。

二、Callable与Runnable

java.lang.Runnable是一个接口，在它里面只声明了一个run()方法，由于run()方法返回值为void类型，所以在执行完任务之后无法返回任何结果。

public interface Runnable {public abstract void run();
}

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call()，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。

public interface Callable<V> {V call() throws Exception;
}

Callable要采用ExecutorSevice的submit方法提交，而不是execute方法，因为execute方法没有返回值，在ExecutorService接口中有若干个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。

三.Future

Future是一个接口，它可以对Callable任务的执行结果进行操作。可以说Future提供了三种功能：判断任务是否完成；能够中断任务；能够获取任务执行结果。

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);boolean isCancelled();boolean isDone();V get() throws InterruptedException, ExecutionException;V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

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，就直接返回null。

三、Callable与Runnable应用

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {public static <T> void main(String[] args) {ExecutorService newFixedThreadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();Future<String> submit = newFixedThreadPool.submit(new Callable<String>() {@Overridepublic String call() throws Exception {// TODO Auto-generated method stubreturn "我是生产的结果";}});try {System.out.println("我来拿结果了："+submit.get());} catch (InterruptedException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}}

四、FutureTask

FutureTask实现了两个接口，Runnable和Future，所以它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到。

使用实例：

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.FutureTask;public class AtomicIntegerFieldUpdaterTest {public static <T> void main(String[] args) throws InterruptedException {ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();System.out.println("主线程do something");FutureTask<Integer> futuretask = new FutureTask<>(new Callable<Integer>() {public Integer call() throws Exception {Thread.sleep(2000);System.out.println("子线程执行耗时操作");return 100;}});es.execute(futuretask);System.out.println("我不管子线程，我需要干点其他事，主线程继续do something");try {System.out.println("执行结果为" + futuretask.get());} catch (ExecutionException e) {// TODO Auto-generated catch blocke.printStackTrace();}}
}

五、CompletionService

CompletionService接口用于提交一组Callable任务，其take方法返回已完成的一个Callable任务对应的Future对象。

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.CompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorCompletionService;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;public class CallableAndFuture {public static void main(String[] args) {		ExecutorService threadPool2 = Executors.newFixedThreadPool(10);	CompletionService<Integer> completionService = new ExecutorCompletionService<Integer>(threadPool2);//向CompletionService中提交10个任务for(int i=1;i<=10;i++){final int sequence = i;//记录任务序号completionService.submit(new Callable<Integer>(){public Integer call() throws Exception {//每个任务设置随机耗时时间Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));return sequence;//返回的是当前任务的序号}});}//获取结果for (int i = 0; i < 10; i++) {try {System.out.println(completionService.take().get());} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}}
}