java学习之Runnable, Callable, Future, FutureTask

Posted 2020-10-12

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Runnable

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

　　

Runnable的代码非常简单，它是一个接口且只有一个run()，创建一个类实现它，把一些费时操作写在其中，然后使用某个线程去执行该Runnable实现类即可实现多线程。

Callable

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

　　

Callable的代码也非常简单，不同的是它是一个泛型接口，call()函数返回的类型就是创建Callable传进来的V类型。
学习Callable对比着Runnable，这样就很快能理解它。Callable与Runnable的功能大致相似，Callable功能强大一些，就是被线程执行后，可以返回值，并且能抛出异常。

Future

Future实现代码

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;
}

　　

Future是一个接口，定义了Future对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询任务是否被取消，查询是否完成、获取结果。

Future基本用法：

class MyCallable implements Callable<String>{
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("做一些耗时的任务...");
        Thread.sleep(5000);
        return "OK";
    }
}

public class FutureSimpleDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Future<String> future = executorService.submit(new MyCallable());

        System.out.println("dosomething...");

        System.out.println("得到异步任务返回结果：" + future.get());
        System.out.println("Completed!");
    }
}

　　

上面是Future基本用法的代码以及并运行，我们可以知道：

1. 线程是属于异步计算模型，所以你不可能直接从别的线程中得到方法返回值。 这时候，Future就出场了。
2. Futrue可以监视目标线程调用call的情况，当你调用Future的get()方法以获得结果时，当前线程就开始阻塞，直接call方法结束返回结果。
3. Future引用对象指向的实际是FutureTask。

也就是说，总结一句话，Future可以得到别的线程任务方法的返回值。

FutureTask

FutureTask继承结构

FutureTask的父类是RunnableFuture，而RunnableFuture继承了Runnbale和Futrue这两个接口

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V>

　　

FutureTask构造方法

public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

　　

在这里我们可以了解到：

1. FutureTask最终都是执行Callable类型的任务。
2. 如果构造函数参数是Runnable，会被Executors.callable方法转换为Callable类型。

接下来我们看看Executors.callable方法代码

public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
        if (task == null)
            throw new NullPointerException();
        return new RunnableAdapter<T>(task, result);
}

　　

代码很简单，直接返回一个RunnableAdapter实例。

接下来我们看看RunnableAdapter方法代码

    /**
     * A callable that runs given task and returns given result
     */
    static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
        final Runnable task;
        final T result;
        RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
            this.task = task;
            this.result = result;
        }
        public T call() {
            task.run();
            return result;
        }
    }

　　

可以了解到：

1. RunnableAdapter是FutureTask的一个静态内部类并且实现了Callable，也就是说RunnableAdapter是Callable子类。
2. call方法实现代码是，执行Runnable的run方法，并返回构造FutureTask传入result参数。

FutureTask基本用法

public class CallableAndFuture {
    public static void main(String[] args) {
        Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
            public Integer call() throws Exception {
                return new Random().nextInt(100);
            }
        };
        FutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(callable);
        new Thread(future).start();
        try {
            Thread.sleep(3000);// 可能做一些事情
            System.out.println(future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　

FutureTask总结

FutureTask实现了两个接口，Runnable和Future，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，那么这个组合的使用有什么好处呢？假设有一个很费时逻辑需要计算并且返回这个值，同时这个值不是马上需要，那么就可以使用这个组合，用另一个线程去计算返回值，而当前线程在使用这个返回值之前可以做其它的操作，等到需要这个返回值时，再通过Future得到！