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Callable、Future和FutureTask，callablefuturetask

編輯：JAVA綜合教程

Callable、Future和FutureTask，callablefuturetask

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runnable

　　java.lang.Runnable吧，它是一個接口，在它裡面只聲明了一個run()方法：

1 public interface Runnable {
2     public abstract void run();
3 }

　　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，在它裡面也只聲明了一個方法，只不過這個方法叫做call()：　

1 public interface Callable<V> {
2     V call() throws Exception;
3 }

　　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。

　　Callable一般情況下是配合ExecutorService來使用的，在ExecutorService接口中聲明了若干個submit方法的重載版本：

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

　　總之，Callable 接口類似於 Runnable，兩者都是為那些其實例可能被另一個線程執行的類設計的。但是 Runnable 不會返回結果，並且無法拋出經過檢查的異常。

Future

　　Future 表示異步計算的結果。它提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並獲取計算的結果。計算完成後只能使用 get 方法來獲取結果，如有必要，計算完成前可以阻塞此方法。取消則由 cancel 方法來執行。還提供了其他方法，以確定任務是正常完成還是被取消了。一旦計算完成，就不能再取消計算。如果為了可取消性而使用 Future 但又不提供可用的結果，則可以聲明 Future<?> 形式類型、並返回 null 作為底層任務的結果。

　　Future類位於java.util.concurrent包下，它是一個接口：

1 public interface Future<V> {
2     boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
3     boolean isCancelled();
4     boolean isDone();
5     V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
6     V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
7 }

　　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。

FutureTask

　　FutureTask的實現

1 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

　　RunnableFuture接口的實現：

1 public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
2     void run();
3 }

　　可以看出RunnableFuture繼承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask實現了RunnableFuture接口。所以它既可以作為Runnable被線程執行，又可以作為Future得到Callable的返回值。

　　可取消的異步計算。利用開始和取消計算的方法、查詢計算是否完成的方法和獲取計算結果的方法，此類提供了對 Future 的基本實現。僅在計算完成時才能獲取結果；如果計算尚未完成，則阻塞 get 方法。一旦計算完成，就不能再重新開始或取消計算。

　　可使用 FutureTask 包裝 Callable 或 Runnable 對象。因為 FutureTask 實現了 Runnable，所以可將 FutureTask 提交給 Executor 執行。

實例

使用future獲取輸出結果：

 1 ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();
 2         
 3         Future<String> future = threadPool.submit(new Callable<String>() {
 4             @Override
 5             public String call() throws Exception {
 6                 Thread.sleep(2000);
 7                 return "hello";
 8             }
 9         });
10         System.out.println("准備計算結果");
11         
12         try {
13             System.out.println("獲取結果："+future.get());
14         } catch (InterruptedException e) {
15             e.printStackTrace();
16         } catch (ExecutionException e) {
17             e.printStackTrace();
18         }

使用CompletionService提交一組callable任務，使用take()獲取已經完成的callable任務對應的future對象。

 1 ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(10);
 2         
 3         CompletionService<Integer> completionService = new ExecutorCompletionService<>(threadPool);
 4         
 5         for (int i = 0; i < 10; i++) {
 6             final int seq = i;
 7             completionService.submit(new Callable<Integer>() {
 8                 @Override
 9                 public Integer call() throws Exception {
10                     Thread.sleep(new Random().nextInt(5000));
11                     return seq;
12                 }
13             });
14         }
15         for (int i = 0; i < 10; i++) {
16             try {
17                 System.out.println(completionService.take().get());
18             } catch (InterruptedException e) {
19                 // TODO Auto-generated catch block
20                 e.printStackTrace();
21             } catch (ExecutionException e) {
22                 // TODO Auto-generated catch block
23                 e.printStackTrace();
24             }
25         }

使用Callable+Future獲取執行結果

 1 public class Test {
 2     public static void main(String[] args) {
 3         ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
 4         Task task = new Task();
 5         Future<Integer> result = executor.submit(task);
 6         executor.shutdown();
 7          
 8         try {
 9             Thread.sleep(1000);
10         } catch (InterruptedException e1) {
11             e1.printStackTrace();
12         }
13          
14         System.out.println("主線程在執行任務");
15          
16         try {
17             System.out.println("task運行結果"+result.get());
18         } catch (InterruptedException e) {
19             e.printStackTrace();
20         } catch (ExecutionException e) {
21             e.printStackTrace();
22         }
23          
24         System.out.println("所有任務執行完畢");
25     }
26 }
27 class Task implements Callable<Integer>{
28     @Override
29     public Integer call() throws Exception {
30         System.out.println("子線程在進行計算");
31         Thread.sleep(3000);
32         int sum = 0;
33         for(int i=0;i<100;i++)
34             sum += i;
35         return sum;
36     }
37 }

使用Callable+FutureTask獲取執行結果

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //第一種方式
        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
        executor.submit(futureTask);
        executor.shutdown();
         
        //第二種方式，注意這種方式和第一種方式效果是類似的，只不過一個使用的是ExecutorService，一個使用的是Thread
        /*Task task = new Task();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();*/
         
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e1) {
            e1.printStackTrace();
        }
         
        System.out.println("主線程在執行任務");
         
        try {
            System.out.println("task運行結果"+futureTask.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
         
        System.out.println("所有任務執行完畢");
    }
}
class Task implements Callable<Integer>{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("子線程在進行計算");
        Thread.sleep(3000);
        int sum = 0;
        for(int i=0;i<100;i++)
            sum += i;
        return sum;
    }
}

參考博客：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html

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