多線程-Callable&Future
Callable和Future出現的原因
創建線程的2種方式,一種是直接繼承Thread,另外一種就是實現Runnable接口。
這2種方式都有一個缺陷就是:在執行完任務之後無法獲取執行結果。
如果需要獲取執行結果,就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達到效果,這樣使用起來就比較麻煩。
而自從Java 1.5開始,就提供了Callable和Future,通過它們可以在任務執行完畢之後得到任務執行結果。
Callable和Future介紹
Callable接口代表一段可以調用並返回結果的代碼;Future接口表示異步任務,是還沒有完成的任務給出的未來結果。所以說Callable用於產生結果,Future用於獲取結果。
Callable接口使用泛型去定義它的返回類型。Executors類提供了一些有用的方法在線程池中執行Callable內的任務。由於Callable任務是並行的(並行就是整體看上去是並行的,其實在某個時間點只有一個線程在執行),我們必須等待它返回的結果。
java.util.concurrent.Future對象為我們解決了這個問題。在線程池提交Callable任務後返回了一個Future對象,使用它可以知道Callable任務的狀態和得到Callable返回的執行結果。Future提供了get()方法讓我們可以等待Callable結束並獲取它的執行結果。
Callable與Runnable
java.lang.Runnable吧,它是一個接口,在它裏面只聲明了一個run()方法:
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
由於run()方法返回值為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():
public interface Callable<V> {
/**
* Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
*
* @return computed result
* @throws Exception if unable to compute a result
*/
V call() throws Exception;
}
可以看到,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。
那麽怎麽使用Callable呢?
一般情況下是配合ExecutorService來使用的,在ExecutorService接口中聲明了若幹個submit方法的重載版本:
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);
第一個submit方法裏面的參數類型就是Callable。
暫時只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合來使用的,具體的使用方法講在後面講述。
一般情況下我們使用第一個submit方法和第三個submit方法,第二個submit方法很少使用。
Future
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。
Future類位於java.util.concurrent包下,它是一個接口:
public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
在Future接口中聲明了5個方法,下面依次解釋每個方法的作用:
cancel方法用來取消任務,如果取消任務成功則返回true,如果取消任務失敗則返回false。參數mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務,如果設置true,則表示可以取消正在執行過程中的任務。如果任務已經完成,則無論mayInterruptIfRunning為true還是false,此方法肯定返回false,即如果取消已經完成的任務會返回false;如果任務正在執行,若mayInterruptIfRunning設置為true,則返回true,若mayInterruptIfRunning設置為false,則返回false;如果任務還沒有執行,則無論mayInterruptIfRunning為true還是false,肯定返回true。
isCancelled方法表示任務是否被取消成功,如果在任務正常完成前被取消成功,則返回 true。
isDone方法表示任務是否已經完成,若任務完成,則返回true;
get()方法用來獲取執行結果,這個方法會產生阻塞,會一直等到任務執行完畢才返回;
get(long timeout, TimeUnit unit)用來獲取執行結果,如果在指定時間內,還沒獲取到結果,就直接返回null。
也就是說Future提供了三種功能:
1)判斷任務是否完成;
2)能夠中斷任務;
3)能夠獲取任務執行結果。
因為Future只是一個接口,所以是無法直接用來創建對象使用的,因此就有了下面的FutureTask。
FutureTask
FutureTask實現了RunnableFuture接口,這個接口的定義如下:
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
可以看到這個接口實現了Runnable和Future接口,接口中的具體實現由FutureTask來實現。這個類的兩個構造方法如下 :
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
sync = new Sync(callable);
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result));
}
如上提供了兩個構造函數,一個以Callable為參數,另外一個以Runnable為參數。這些類之間的關聯對於任務建模的辦法非常靈活,允許你基於FutureTask的Runnable特性(因為它實現了Runnable接口),把任務寫成Callable,然後封裝進一個由執行者調度並在必要時可以取消的FutureTask。
FutureTask可以由執行者調度,這一點很關鍵。它對外提供的方法基本上就是Future和Runnable接口的組合:get()、cancel、isDone()、isCancelled()和run(),而run()方法通常都是由執行者調用,我們基本上不需要直接調用它。
一個FutureTask的例子
public class MyCallable implements Callable<String> {
private long waitTime;
public MyCallable(int timeInMillis){
this.waitTime=timeInMillis;
}
@Override
public String call() throws Exception {
Thread.sleep(waitTime);
//return the thread name executing this callable task
return Thread.currentThread().getName();
}
}
public class FutureTaskExample {
public static void main(String[] args) {
MyCallable callable1 = new MyCallable(1000); // 要執行的任務
MyCallable callable2 = new MyCallable(2000);
FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<String>(callable1);// 將Callable寫的任務封裝到一個由執行者調度的FutureTask對象
FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<String>(callable2);
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2); // 創建線程池並返回ExecutorService實例
executor.execute(futureTask1); // 執行任務
executor.execute(futureTask2);
while (true) {
try {
if(futureTask1.isDone() && futureTask2.isDone()){// 兩個任務都完成
System.out.println("Done");
executor.shutdown(); // 關閉線程池和服務
return;
}
if(!futureTask1.isDone()){ // 任務1沒有完成,會等待,直到任務完成
System.out.println("FutureTask1 output="+futureTask1.get());
}
System.out.println("Waiting for FutureTask2 to complete");
String s = futureTask2.get(200L, TimeUnit.MILLISECONDS);
if(s !=null){
System.out.println("FutureTask2 output="+s);
}
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}catch(TimeoutException e){
//do nothing
}
}
}
}
運行如上程序後,可以看到一段時間內沒有輸出,因為get()方法等待任務執行完成然後才輸出內容.
輸出結果如下:
FutureTask1 output=pool-1-thread-1
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
FutureTask2 output=pool-1-thread-2
Done
參考:
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html、
多線程-Callable&Future