JAVA併發編程：線程併發工具類Callable、Future 和FutureTask的使用

1、基本介紹

  Runnable 是一個接口，在它裏面只聲明瞭一個 run()方法，由於 run()方法返回值爲 void 類型，所以在執行完任務之後無法返回任何結果。
  Callable 位於 java.util.concurrent 包下，它也是一個接口，在它裏面也只聲明 了一個方法，只不過這個方法叫做 call()，這是一個泛型接口，call()函數返回的類型就是傳遞進來的 V 類型。
  Future 就是對於具體的 Runnable 或者 Callable 任務的執行結果進行取消、查詢是否完成、獲取結果。必要時可以通過 get 方法獲取執行結果，該方法會阻塞直到任務返回結果。在Future類中一共有5個方法，如下圖所示。

• cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 方法：取消任務，如果任務已經完成、已經被取消或由於某些其他原因而無法取消，則此嘗試將失敗。 如果成功，並且在調用{@code cancel}時此任務尚未開始，則該任務永遠不會運行。 如果任務已經開始，則{@code mayInterruptIfRunning}參數確定是否應中斷執行該任務的線程以嘗試停止該任務。
• get() 方法：獲取返回結果
• get(long timeout, TimeUnit unit) 方法：獲取結果時設置等待時長
• isCancelled() 方法：如果此任務在正常完成之前被取消，則返回{@code true}。
• isDone() 方法：如果此任務完成，則返回{@code true}。

  由於Future 只是一個接口，無法直接用來創建對象使用，因此就有了下面的FutureTask。FutureTask 類實現了RunnableFuture 接口，RunnableFuture 繼承了Runnable接口和Future 接口，而FutureTask 實現了RunnableFuture 接口。所以它既可以作爲Runnable被線程執行，又可以作爲Future 得到Callable 的返回值。FutureTask，可取消的異步計算。 此類提供{@link Future}的基本實現，其中包含啓動和取消計算，查詢以查看計算是否完成以及檢索計算結果的方法。 只有在計算完成後才能檢索結果； 如果計算尚未完成，則{@code get}方法將阻塞。 一旦計算完成，就不能重新開始或取消計算（除非使用{@link #runAndReset}調用計算）。UML類圖如下所示，可清晰看到幾個類的關係。

  因此我們通過一個線程運行Callable，但是Thread 不支持構造方法中傳遞Callable的實例，所以我們需要通過FutureTask 把一個Callable 包裝成Runnable，然後再通過這個FutureTask 拿到Callable 運行後的返回值。要new 一個FutureTask的實例，有兩種方法，如下圖所示。

2、代碼示例

• 類說明：Future的基本使用

package cn.lspj.ch2.future;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * 類說明：Future的使用
 */
public class UseFuture {

    /**
     * 實現Callable接口，允許有返回值
     */
    private static class UseCallable implements Callable<Integer> {

        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            System.out.println("Callable 子線程開始計算。。。。。。");
            int num = 0;
            for(int i=0;i<5000;i++){
                num += i;
            }
            System.out.println("Callable 線程計算結果爲 num =" + num);
            return num;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        UseCallable useCallable = new UseCallable();
        // 包裝
        FutureTask futureTask = new FutureTask(useCallable);
        new Thread(futureTask).start();
        System.out.println("獲取子線程Callable計算返回結果：" + futureTask.get());
    }

}

執行結果如下：

• 類說明：Future的使用,演示在計算過程中中斷任務

package cn.lspj.ch2.future;

import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * 類說明：Future的使用,演示在計算過程中中斷任務
 */
public class UseFuture {

    /**
     * 實現Callable接口，允許有返回值
     */
    private static class UseCallable implements Callable<Integer> {

        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            System.out.println("Callable 子線程開始計算。。。。。。");
            int num = 0;
            for(int i=0;i<5000;i++){
                if(Thread.currentThread().isInterrupted()){
                    System.out.println("Callable 子線程計算任務被中斷了。。。。。。。。。。");
                    return null;
                }
                Thread.sleep(1);
                num += i;
                System.out.println("num=" + num);
            }
            System.out.println("Callable 線程計算結果爲 num =" + num);
            return num;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {

        UseCallable useCallable = new UseCallable();
        // 包裝
        FutureTask futureTask = new FutureTask(useCallable);
        new Thread(futureTask).start();
        Thread.sleep(35);
        Random r = new Random(10);
        if(r.nextInt() > 5){
            System.out.println("獲取子線程Callable計算返回結果：" + futureTask.get());
        } else {
            System.out.println("cancle..............");
            futureTask.cancel(true);
        }
    }

}

執行結果如下：

  從執行結果來看，在任務執行計算的過程中調用task的cancel(boolean mayInterruptIfRunning)方法中斷任務是可以達到中斷任務的目的，但是需要在執行計算的業務邏輯中使用Thread.currentThread().isInterrupted()判斷任務是否中斷，否則計算任務是不會主動中斷的。

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