Java多執行緒之Callable和Future介面的實現
Callable和Future
Callable介面定義了一個call方法可以作為執行緒的執行體,但call方法比run方法更強大:
A、call方法可以有返回值
B、call方法可以申明丟擲異常
Callable介面是JDK5後新增的介面,而且不是Runnable的子介面,所以Callable物件不能直接作為Thread的target。而且call方法還有一個返回值,
call方法不能直接呼叫,它作為執行緒的執行體被呼叫。那麼如何接收call方法的返回值?
JDK1.5提供了Future介面來代表Callable接口裡的call方法的返回值,併為Future介面提供了一個FutureTask實現類,該實現類實現Future介面,
並實現了Runnable介面—可以作為Thread的target。
Future接口裡定義瞭如下幾個公共方法控制他關聯的Callable任務:
A、boolean cancel(Boolean mayInterruptlfRunning):試圖取消該Future裡關聯的Callable任務
B、V get():返回Callable任務裡的call方法的返回值,呼叫該方法將導致執行緒阻塞,必須等到子執行緒結束才得到返回值
C、V get(long timeout, TimeUnit unit):返回Callable任務裡的call方法的返回值,該方法讓程式最多阻塞timeout和unit指定的時間。
如果經過指定時間後Callable任務依然沒有返回值,將會丟擲TimeoutException。
D、boolean isCancelled:如果在Callable任務正常完成前被取消,則返回true。
E、boolean isDone:如果Callable任務已經完成,則返回true
建立、並啟動有返回值的執行緒的步驟如下:
一、建立Callable介面的實現類,並實現call方法,該call方法的返回值,並作為執行緒的執行體。
二、建立Callable實現類的例項,使用FutureTask類來包裝Callable物件,該FutureTask物件封裝了該Callable物件的call方法的返回值
三、使用FutureTask物件作為Thread物件的target建立、並啟動新執行緒
四、呼叫FutureTask物件的方法來獲得子執行緒執行結束後的返回值
1、Executor框架使用Runnable作為其任務的基本表達形式。Runnable相當有限,不能返回一個值,也不能丟擲受檢查的異常,對於複雜費時的計算更加無法處理
2、因此產生了Callable和Future這種任務,對任務進行全面管理
3、
1)Callable在主進入點-call處等待返回值,併為可能丟擲的異常預先做了準備。
2)Executors包含了一些工具方法將其他型別的任務封裝成一個Callable,比如Runnable和java.security.PrivilegedAction。Runnable和Callable描述的是抽象的計算型任務。
3)這些任務很有限,有明確的開始和結束,但是對於非常費時的任務比較麻煩,對於已經提交但尚未開始的任務可以取消,但是對於已經開始的任務,只有它們響應中斷,才可以取消。
4、
1)Future描述了任務的生命週期,並提供了相關的方法來獲得任務的結果、取消任務以及檢驗任務已經完成還是被取消。
2)Future意味著任務完成後永遠停留在完成狀態上,就像ExecutorService的生命週期。使用get方法完成任務和異常處理。
3)ExecutorService中的所有submit方法都返回一個Future,可以將一個Runnable或一個Callable提交給executor,然後得到一個Future。也可以顯式地為給定的Runnable或Callable例項化一個FutureTask。
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
/**
* Callable 和 Future介面
* Callable類似Runnable的介面,實現Callable介面的類和實現Runnable的類都是可被其它執行緒執行的任務。
* Callable和Runnable有幾點不同:
* (1)Callable規定的方法是call(),而Runnable規定的方法是run().
* (2)Callable的任務執行後可返回值,而Runnable的任務是不能返回值的。
* (3)call()方法可丟擲異常,而run()方法是不能丟擲異常的。
* (4)執行Callable任務可拿到一個Future物件, Future表示非同步計算的結果。
* 它提供了檢查計算是否完成的方法,以等待計算的完成,並檢索計算的結果。
* 通過Future物件可瞭解任務執行情況,可取消任務的執行,還可獲取任務執行的結果。
*/
public class CallableAndFuture {
/**
* 自定義一個任務類,實現Callable介面
*/
public static class MyCallableClass implements Callable {
// 標誌位
private int flag = 0;
public MyCallableClass(int flag) {
this.flag = flag;
}
public String call() throws Exception {
if (this.flag == 0) {
// 如果flag的值為0,則立即返回
return "flag = 0";
}
if (this.flag == 1) {
// 如果flag的值為1,做一個無限迴圈
try {
while (true) {
System.out.println("looping......");
Thread.sleep(2000);
}
} catch (InterruptedException e) {
System.out.println("Interrupted");
}
return "false";
} else {
// falg不為0或者1,則丟擲異常
throw new Exception("Bad flag value!");
}
}
}
public static void main(String[] args) {
// 定義3個Callable型別的任務
MyCallableClass task1 = new MyCallableClass(0);
MyCallableClass task2 = new MyCallableClass(1);
MyCallableClass task3 = new MyCallableClass(2);
// 建立一個執行任務的服務
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);
try {
// 提交併執行任務,任務啟動時返回了一個Future物件,
// 如果想得到任務執行的結果或者是異常可對這個Future物件進行操作
Future future1 = es.submit(task1);
// 獲得第一個任務的結果,如果呼叫get方法,當前執行緒會等待任務執行完畢後才往下執行
System.out.println("task1: " + future1.get());
Future future2 = es.submit(task2);
// 等待5秒後,再停止第二個任務。因為第二個任務進行的是無限迴圈
Thread.sleep(5000);
System.out.println("task2 cancel: " + future2.cancel(true));
// 獲取第三個任務的輸出,因為執行第三個任務會引起異常
// 所以下面的語句將引起異常的丟擲
Future future3 = es.submit(task3);
System.out.println("task3: " + future3.get());
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.toString());
}
// 停止任務執行服務
es.shutdownNow();
}
}
執行輸入結果:
task1: flag = 0
looping......
looping......
looping......
task2 cancel: true
Interrupted
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.Exception: Bad flag value!