Java多线程5 Callable、Future 和FutureTask
前言
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
1 Callable介绍
Callable接口代表一段可以调用并返回结果的代码;Future接口表示异步任务，是还没有完成的任务给出的未来结果。所以说Callable用于产生结果，Future用于获取结果。
Callable接口使用泛型去定义它的返回类型。Executors类提供了一些有用的方法在线程池中执行Callable内的任务。由于Callable任务是并行的（并行就是整体看上去是并行的，其实在某个时间点只有一个线程在执行），我们必须等待它返回的结果。
java.util.concurrent.Future对象为我们解决了这个问题。在线程池提交Callable任务后返回了一个Future对象，使用它可以知道Callable任务的状态和得到Callable返回的执行结果。Future提供了get()方法让我们可以等待Callable结束并获取它的执行结果。
2 Future介绍
2.1 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：
| 方法 | 作用 |
|---|---|
| cance(boolean mayInterruptIfRunning) | 试图取消执行的任务，参数为true时直接中断正在执行的任务，否则直到当前任务执行完成，成功取消后返回true，否则返回false |
| 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) | 设定计算结果的返回时间，如果在规定时间内没有返回计算结果则抛出TimeOutException。 |
2.2 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，因此就有了下面的FutureTask。
3 FutureTask
我们先来看一下FutureTask的实现：
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
复制代码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();
}
复制代码可以看出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) {
}
复制代码事实上，FutureTask是Future接口的一个唯一实现类。
4 Future和FutureTask的使用
4.1 使用Callable+Future获取执行结果
public class CallableFutureTest {
public static void main(String[] args) {
//创建线程池
ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
//创建Callable对象任务
CallableDemo calTask = new CallableDemo();
//提交任务并获取执行结果
Future<Integer> future = es.submit(calTask);
//关闭线程池
es.shutdown();
try {
Thread.sleep(2000);
System.out.println("主线程在执行其他任务");
if (future.get() != null) {
//输出获取到的结果
System.out.println("future.get()-->" + future.get());
} else {
//输出获取到的结果
System.out.println("future.get()未获取到结果");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程在执行完成");
}
}
class CallableDemo implements Callable<Integer> {
private int sum;
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("Callable子线程开始计算啦！");
Thread.sleep(2000);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
sum = sum + i;
}
System.out.println("Callable子线程计算结束！");
return sum;
}
}
复制代码Callable子线程开始计算啦！
Callable子线程计算结束！
主线程在执行其他任务
future.get()-->4950
主线程在执行完成
复制代码4.2 使用Callable+Future获取执行结果
public class CallableFutureTest {
public static void main(String[] args) {
// //创建线程池
// ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
// //创建Callable对象任务
// CallableDemo calTask=new CallableDemo();
// //提交任务并获取执行结果
// Future<Integer> future =es.submit(calTask);
// //关闭线程池
// es.shutdown();
//创建线程池
ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
//创建Callable对象任务
CallableDemo calTask = new CallableDemo();
//创建FutureTask
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(calTask);
//执行任务
es.submit(futureTask);
//关闭线程池
es.shutdown();
try {
Thread.sleep(2000);
System.out.println("主线程在执行其他任务");
if (futureTask.get() != null) {
//输出获取到的结果
System.out.println("futureTask.get()-->" + futureTask.get());
} else {
//输出获取到的结果
System.out.println("futureTask.get()未获取到结果");
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程在执行完成");
}
}
class CallableDemo implements Callable<Integer> {
private int sum;
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("Callable子线程开始计算啦！");
Thread.sleep(2000);
for (int i = 0; i < 100; i++) {
sum = sum + i;
}
System.out.println("Callable子线程计算结束！");
return sum;
}
}
复制代码Callable子线程开始计算啦！
Callable子线程计算结束！
主线程在执行其他任务
futureTask.get()-->4950
主线程在执行完成
复制代码但其实这两种方法最终是一样的：
第一种方式Callable+Future最终也是以Callable+FutureTask的形式实现的。
在第一种方式中调用了： Future future = executor.submit(task);
那就让我们看看executor.submit(task)的源码吧：
//java.util.concurrent.AbstractExecutorService类中
/**
* @throws RejectedExecutionException {@inheritDoc}
* @throws NullPointerException {@inheritDoc}
*/
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);//可以看到源码中其实是在submit(Callable<T> task)内部创建了一个RunnableFuture<T>接口实现类
execute(ftask);
return ftask;
}
复制代码而FutureTask又是RunnableFuture的实现类，那就再看看newTaskFor(Callable callable)里面干了什么：
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
return new FutureTask<T>(callable);
}
复制代码
