Java多線程系列--“JUC線程池”06之 Callable和Future
轉自：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3544116.html
概要
本章介紹線程池中的Callable和Future。
- Callable 和 Future 簡介
- 示例和源碼分析(基於JDK1.7.0_40)
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Callable 和 Future 簡介
Callable 和 Future 是比較有趣的一對組合。當我們需要獲取線程的執行結果時，就需要用到它們。Callable用於產生結果，Future用於獲取結果。
1. Callable
Callable 是一個接口，它只包含一個call()方法。Callable是一個返回結果並且可能拋出異常的任務。
為了便於理解，我們可以將Callable比作一個Runnable接口，而Callable的call()方法則類似於Runnable的run()方法。
Callable的源碼如下：
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
說明：從中我們可以看出Callable支持泛型。
2. Future
Future 是一個接口。它用於表示異步計算的結果。提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並獲取計算的結果。
Future的源碼如下：
public interface Future<V> {
// 試圖取消對此任務的執行。
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)
// 如果在任務正常完成前將其取消，則返回 true。
說明： Future用於表示異步計算的結果。它的實現類是FutureTask，在講解FutureTask之前，我們先看看Callable, Future, FutureTask它們之間的關系圖，如下：
說明：
(01) RunnableFuture是一個接口，它繼承了Runnable和Future這兩個接口。RunnableFuture的源碼如下：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
(02) FutureTask實現了RunnableFuture接口。所以，我們也說它實現了Future接口。
示例和源碼分析(基於JDK1.7.0_40)
我們先通過一個示例看看Callable和Future的基本用法，然後再分析示例的實現原理。
import java.util.concurrent.Callable; import java.util.concurrent.Future; import java.util.concurrent.Executors; import java.util.concurrent.ExecutorService; import java.util.concurrent.ExecutionException; class MyCallable implements Callable { @Override public Integer call() throws Exception { int sum = 0; // 執行任務 for (int i=0; i<100; i++) sum += i; //return sum; return Integer.valueOf(sum); } } public class CallableTest1 { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{ //創建一個線程池 ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //創建有返回值的任務 Callable c1 = new MyCallable(); //執行任務並獲取Future對象 Future f1 = pool.submit(c1); // 輸出結果 System.out.println(f1.get()); //關閉線程池 pool.shutdown(); } }
運行結果：
4950
結果說明：
在主線程main中，通過newSingleThreadExecutor()新建一個線程池。接著創建Callable對象c1，然後再通過pool.submit(c1)將c1提交到線程池中進行處理，並且將返回的結果保存到Future對象f1中。然後，我們通過f1.get()獲取Callable中保存的結果；最後通過pool.shutdown()關閉線程池。（Mynote:線程池就是用來執行任務的。可以通過啟動線程池中的線程來並發執行任務）
1. submit()
submit()在java/util/concurrent/AbstractExecutorService.java中實現，它的源碼如下：
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
if (task == null) throw new NullPointerException();
// 創建一個RunnableFuture對象
RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
// 執行“任務ftask”
execute(ftask);
// 返回“ftask”
return ftask;
}
說明：submit()通過newTaskFor(task)創建了RunnableFuture對象ftask。它的源碼如下：
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
return new FutureTask<T>(callable);
}
2. FutureTask的構造函數
FutureTask的構造函數如下：
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
// callable是一個Callable對象
this.callable = callable;
// state記錄FutureTask的狀態
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
3. FutureTask的run()方法
我們繼續回到submit()的源碼中。
在newTaskFor()新建一個ftask對象之後，會通過execute(ftask)執行該任務。此時ftask被當作一個Runnable對象進行執行，最終會調用到它的run()方法；ftask的run()方法在java/util/concurrent/FutureTask.java中實現，源碼如下：
public void run() {
if (state != NEW ||
!UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
null, Thread.currentThread()))
return;
try {
// 將callable對象賦值給c。
Callable<V> c = callable;
if (c != null && state == NEW) {
V result;
boolean ran;
try {
// 執行Callable的call()方法，並保存結果到result中。
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
// 如果運行成功，則將result保存
if (ran)
set(result);
}
} finally {
runner = null;
// 設置“state狀態標記”
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}
說明：run()中會執行Callable對象的call()方法，並且最終將結果保存到result中，並通過set(result)將result保存。
之後調用FutureTask的get()方法，返回的就是通過set(result)保存的值。
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