Java多线程研究06-带返回值的线程定义接口Callable以及Future,FutureTask的使用

Dear 丶 2022-09-24 05:13 41阅读 0赞

带返回值的Callable

JAVA线程相关的Runnable接口中的run()方法没有提供返回值,如下:

  1. ......
  2. public void run() {
  3. ......
  4. }
  5. ......

如果需要在线程A执行完成,得到返回值后,再继续执行某个业务。那么推荐使用JDK1.5中提供的带有“执行返回值”的线程定义接口:Callable。

如果还需要为多个线程的执行调度加入更复杂的控制逻辑,那么需要我们之前讨论过的同步机制和JDK1.5中java.util.concurrent.locks包中的工具配合使用,才能达到效果,下篇文章介绍。
JDK1.5的java.util.concurrent包中提供了一个Callable接口和一组相关机制,能够帮助程序员安全、快速、简洁的完成以上的功能(线程执行完成后,返回一个执行结果)。Callable接口中需要实现的接口方法为call(),这个方法有一个泛化的返回值 V,可以帮助返回定义的任何一种对象结果。接口源代码如下:

  1. public interface Callable<V> {
  2. /**
  3. * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
  4. *
  5. * @return computed result
  6. * @throws Exception if unable to compute a result
  7. */
  8. V call() throws Exception;
  9. }

下面我们通过一段简单的代码,看一下Callable接口是如何完成执行结果的返回和激活等待线程的:

  1. package com.carsmart.test;
  2. import java.util.ArrayList;
  3. import java.util.List;
  4. import java.util.concurrent.Callable;
  5. import java.util.concurrent.ExecutionException;
  6. import java.util.concurrent.ExecutorService;
  7. import java.util.concurrent.Executors;
  8. import java.util.concurrent.Future;
  9. public class CallableThreadTest {
  10. public static void main(String[] args) {
  11. MyCallableThread callableThread = new MyCallableThread(new Person("张老三", 99));
  12. // Callable需要在线程池中执行,还有一种方法,见下文。
  13. ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
  14. Future<Person> result = executor.submit(callableThread);
  15. try {
  16. // main线程会在这里等待,直到callableThread任务执行完成
  17. String name = result.get().getName();
  18. System.out.println(name);
  19. // 停止线程池。
  20. executor.shutdown();
  21. } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
  22. e.printStackTrace();
  23. }
  24. }
  25. }
  26. // 此处Callable<T>,可以放入自定义类
  27. class MyCallableThread implements Callable<Person> {
  28. private Person p;
  29. public MyCallableThread(Person person) {
  30. this.p = person;
  31. }
  32. @Override
  33. public Person call() throws Exception {
  34. return this.p;
  35. }
  36. }
  37. class Person {
  38. public String name;
  39. public int age;
  40. public Person(String name, int age) {
  41. super();
  42. this.name = name;
  43. this.age = age;
  44. }
  45. public String getName() {
  46. return name;
  47. }
  48. public void setName(String name) {
  49. this.name = name;
  50. }
  51. public int getAge() {
  52. return age;
  53. }
  54. public void setAge(int age) {
  55. this.age = age;
  56. }
  57. @Override
  58. public String toString() {
  59. return "{\"name\":" + name + ", \"age\":" + age + "\"}";
  60. }
  61. }

运行结果:
张老三

从以上给出的使用代码,包括以下几个实际动作:
目前Callable定义的线程任务,只能放入线程池中,由线程池中的任务进行执行。没有类似于Runnable接口那样,new Thread(new MyDefindRunnable())并且start()的线程运行方式。

Future

Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果,该方法会阻塞直到任务返回结果。

Future类位于java.util.concurrent包下,它是一个接口:
  
public interface Future {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

解释这5个方法的作用:

1,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。

2,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。

3,isDone方法表示任务是否已经完成,若任务完成,则返回true;

4,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;

5,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。

  也就是说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。

执行多个带返回值的任务,并取得多个返回值的代码如下:

  1. public static void main(String[] args) {
  2. ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
  3. List<Future> futureList = new ArrayList<Future>();
  4. for (int i = 0; i < 5; i++) {
  5. MyCallableThread callableThread = new MyCallableThread(new Person("留" + i + "手", 100));
  6. Future<Person> future = cachedThreadPool.submit(callableThread);
  7. futureList.add(future);
  8. }
  9. //
  10. try {
  11. for (Future future : futureList) {
  12. System.out.println(future.get().toString());
  13. }
  14. } catch (InterruptedException e) {
  15. e.printStackTrace();
  16. } catch (ExecutionException e) {
  17. e.printStackTrace();
  18. }
  19. }

运行结果:

这里写图片描述

FutureTask

如果你不想使用线程池管理任务的执行,又不能直接将Callable接口的任务放入Thread,那么你只能借助一个工具类:FutureTask。使用方式如下:

  1. FutureTask<Person> futureTask = new FutureTask<Person>(callableThread);
  2. new Thread(futureTask).start();

FutureTask既可以作为Runnable被线程执行,又可以作为Future得到Callable的返回值。

  1. //第一种方式
  2. ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
  3. MyCallableThread callableThread = new MyCallableThread(new Person("留" + i + "手", 100));
  4. FutureTask<Person> futureTask = new FutureTask<Integer>(callableThread );
  5. executor.submit(futureTask);
  6. executor.shutdown();
  7. //第二种方式,注意这种方式和第一种方式效果是类似的,只不过一个使用的是ExecutorService,一个使用的是Thread
  8. MyCallableThread callableThread = new MyCallableThread(new Person("留" + i + "手", 100));
  9. FutureTask<Person> futureTask = new FutureTask<Person>(callableThread );
  10. Thread thread = new Thread(futureTask);
  11. thread.start();

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