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Java多线程中Callable、Future和FutureTask是什么意思

2023-06-25 11:33

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小编给大家分享一下Java多线程中Callable、Future和FutureTask是什么意思,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!

前言:

创建线程的2种方式,一种是直接继承Thread,另外一种就是实现Runnable接口。
这2种方式都有一个缺陷就是:在执行完任务之后无法获取执行结果。
如果需要获取执行结果,就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果,这样使用起来就比较麻烦。
而自从Java 1.5开始,就提供了Callable和Future,通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果

1 Callable介绍

Callable接口代表一段可以调用并返回结果的代码;Future接口表示异步任务,是还没有完成的任务给出的未来结果。所以说Callable用于产生结果,Future用于获取结果。

Callable接口使用泛型去定义它的返回类型。Executors类提供了一些有用的方法在线程池中执行Callable内的任务。由于Callable任务是并行的(并行就是整体看上去是并行的,其实在某个时间点只有一个线程在执行),我们必须等待它返回的结果。
java.util.concurrent.Future对象为我们解决了这个问题。在线程池提交Callable任务后返回了一个Future对象,使用它可以知道Callable任务的状态和得到Callable返回的执行结果。Future提供了get()方法让我们可以等待Callable结束并获取它的执行结果。

2 Future介绍

2.1 在Future接口中声明方法

在Future接口中声明5种方法下面依次解释每个方法的作用:

Java多线程中Callable、Future和FutureTask是什么意思

2.2 Future提供了三种功能

因为Future只是一个接口,所以是无法直接用来创建对象使用的,因此就有了下面的FutureTask。

3 FutureTask

我们先来看一下FutureTask的实现:

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

FutureTask类实现了RunnableFuture接口,我们看一下RunnableFuture接口的实现:

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {    void run();}

可以看出RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口,而FutureTask实现了RunnableFuture接口。所以它既可以作为Runnable被线程执行,又可以作为Future得到Callable的返回值。

FutureTask提供了2个构造器:

public FutureTask(Callable<V> callable) {}public FutureTask(Runnable runnable, V result) {}

事实上,FutureTaskFuture接口的一个唯一实现类。

4 Future和FutureTask的使用

4.1 使用Callable+Future获取执行结果

public class CallableFutureTest {    public static void main(String[] args) {        //创建线程池        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();        //创建Callable对象任务        CallableDemo calTask = new CallableDemo();        //提交任务并获取执行结果        Future<Integer> future = es.submit(calTask);        //关闭线程池        es.shutdown();        try {            Thread.sleep(2000);            System.out.println("主线程在执行其他任务");            if (future.get() != null) {                //输出获取到的结果                System.out.println("future.get()-->" + future.get());            } else {                //输出获取到的结果                System.out.println("future.get()未获取到结果");            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("主线程在执行完成");    }}class CallableDemo implements Callable<Integer> {    private int sum;    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("Callable子线程开始计算啦!");        Thread.sleep(2000);        for (int i = 0; i < 100; i++) {            sum = sum + i;        }        System.out.println("Callable子线程计算结束!");        return sum;    }}

Callable子线程开始计算啦!
Callable子线程计算结束!
主线程在执行其他任务
future.get()-->4950
主线程在执行完成

4.2 使用Callable+Future获取执行结果

public class CallableFutureTest {    public static void main(String[] args) {//      //创建线程池//      ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();//      //创建Callable对象任务//      CallableDemo calTask=new CallableDemo();//      //提交任务并获取执行结果//      Future<Integer> future =es.submit(calTask);//      //关闭线程池//      es.shutdown();        //创建线程池        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();        //创建Callable对象任务        CallableDemo calTask = new CallableDemo();        //创建FutureTask        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(calTask);        //执行任务        es.submit(futureTask);        //关闭线程池        es.shutdown();        try {            Thread.sleep(2000);            System.out.println("主线程在执行其他任务");            if (futureTask.get() != null) {                //输出获取到的结果                System.out.println("futureTask.get()-->" + futureTask.get());            } else {                //输出获取到的结果                System.out.println("futureTask.get()未获取到结果");            }        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("主线程在执行完成");    }}class CallableDemo implements Callable<Integer> {    private int sum;    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("Callable子线程开始计算啦!");        Thread.sleep(2000);        for (int i = 0; i < 100; i++) {            sum = sum + i;        }        System.out.println("Callable子线程计算结束!");        return sum;    }}

Callable子线程开始计算啦!
Callable子线程计算结束!
主线程在执行其他任务
futureTask.get()-->4950
主线程在执行完成

但其实这两种方法最终是一样的:
第一种方式Callable+Future最终也是以Callable+FutureTask的形式实现的。
在第一种方式中调用了: Future future = executor.submit(task);
那就让我们看看executor.submit(task)的源码吧:

//java.util.concurrent.AbstractExecutorService类中       public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {        if (task == null) throw new NullPointerException();        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);//可以看到源码中其实是在submit(Callable<T> task)内部创建了一个RunnableFuture<T>接口实现类        execute(ftask);        return ftask;    }

FutureTask又是RunnableFuture的实现类,那就再看看newTaskFor(Callable callable)里面干了什么:

 protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {        return new FutureTask<T>(callable);    }

以上是“Java多线程中Callable、Future和FutureTask是什么意思”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注编程网行业资讯频道!

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