java future

发表于

Callable、Future和FutureTask

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。

Callable与Runnable

java.lang.Runnable:它是一个接口，在它里面只声明了一个run()方法

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public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

由于run()方法返回值为void类型，所以在执行完任务之后无法返回任何结果。

Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一个接口，在它里面也只声明了一个方法call()：

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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;
}

这是一个泛型接口，call()函数返回的类型就是传递进来的V类型。
一般情况下是配合ExecutorService来使用的，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本：

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<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);

第一个submit方法里面的参数类型就是Callable。
一般情况下使用第一个submit方法和第三个submit方法，第二个submit方法很少使用。

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：

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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接口中声明了5个方法，下面依次解释每个方法的作用：

  • 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。
  • 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。
  • isDone方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true；
  • 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；
  • 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。

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FutureTask。

Callable+Future 获取执行结果

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import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class MyCallable implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(1000);
        //return the thread name executing this callable task
        return Thread.currentThread().getName();
    }
    
    public static void main(String args[]){
        //Get ExecutorService from Executors utility class, thread pool size is 10
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //create a list to hold the Future object associated with Callable
        List<Future<String>> list = new ArrayList<Future<String>>();
        //Create MyCallable instance
        Callable<String> callable = new MyCallable();
        for(int i=0; i< 100; i++){
            //submit Callable tasks to be executed by thread pool
            Future<String> future = executor.submit(callable);
            //add Future to the list, we can get return value using Future
            list.add(future);
        }
        for(Future<String> fut : list){
            try {
                //print the return value of Future, notice the output delay in console
                // because Future.get() waits for task to get completed
                System.out.println(new Date()+ "::"+fut.get());
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //shut down the executor service now
        executor.shutdown();
    }
}

运行结果:

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FutureTask

我们先来看一下FutureTask的实现：

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public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

FutureTask类实现了RunnableFuture接口，RunnableFuture接口的实现：

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

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：

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

Callable+FutureTask获取执行结果

  • Callable 实现
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import java.util.concurrent.Callable;
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();
	}
}
  • FutureTask 实现
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import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.TimeoutException;
public class FutureTaskExample {
	public static void main(String[] args) {
		MyCallable callable1 = new MyCallable(1000);
		MyCallable callable2 = new MyCallable(2000);
		FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<String>(callable1);
		FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<String>(callable2);
		ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
		executor.execute(futureTask1);
		executor.execute(futureTask2);
		
		while (true) {
			try {
				if(futureTask1.isDone() && futureTask2.isDone()){
					System.out.println("Done");
					//shut down executor service
					executor.shutdown();
					return;
				}
				
				if(!futureTask1.isDone()){
				//wait indefinitely for future task to complete
				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
			}
		}
		
	}
}

运行结果:

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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

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