Java concurrency线程池之Callable和Future_动力节点Java学院整理

时间:2021-05-20

Callable 和 Future 简介

  Callable 和 Future 是比较有趣的一对组合。当我们需要获取线程的执行结果时,就需要用到它们。Callable用于产生结果,Future用于获取结果。

1. Callable

Callable 是一个接口,它只包含一个call()方法。Callable是一个返回结果并且可能抛出异常的任务。
为了便于理解,我们可以将Callable比作一个Runnable接口,而Callable的call()方法则类似于Runnable的run()方法。
Callable的源码如下:

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

说明:从中我们可以看出Callable支持泛型。

2. Future

Future 是一个接口。它用于表示异步计算的结果。提供了检查计算是否完成的方法,以等待计算的完成,并获取计算的结果。
Future的源码如下:

public interface Future<V> { // 试图取消对此任务的执行。 boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) // 如果在任务正常完成前将其取消,则返回 true。 boolean isCancelled() // 如果任务已完成,则返回 true。 boolean isDone() // 如有必要,等待计算完成,然后获取其结果。 V get() throws InterruptedException, ExecutionException; // 如有必要,最多等待为使计算完成所给定的时间之后,获取其结果(如果结果可用)。 V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;}

说明: Future用于表示异步计算的结果。它的实现类是FutureTask,在讲解FutureTask之前,我们先看看Callable, Future, FutureTask它们之间的关系图,如下:

说明:

(01) RunnableFuture是一个接口,它继承了Runnable和Future这两个接口。RunnableFuture的源码如下:

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

(02) FutureTask实现了RunnableFuture接口。所以,我们也说它实现了Future接口。

示例和源码分析(基于JDK1.7.0_40)

我们先通过一个示例看看Callable和Future的基本用法,然后再分析示例的实现原理。

import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.Future;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.ExecutionException;class MyCallable implements Callable { @Override public Integer call() throws Exception { int sum = 0; // 执行任务 for (int i=0; i<100; i++) sum += i; //return sum; return Integer.valueOf(sum); } }public class CallableTest1 { public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{ //创建一个线程池 ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor(); //创建有返回值的任务 Callable c1 = new MyCallable(); //执行任务并获取Future对象 Future f1 = pool.submit(c1); // 输出结果 System.out.println(f1.get()); //关闭线程池 pool.shutdown(); }}

运行结果:

4950

结果说明:

  在主线程main中,通过newSingleThreadExecutor()新建一个线程池。接着创建Callable对象c1,然后再通过pool.submit(c1)将c1提交到线程池中进行处理,并且将返回的结果保存到Future对象f1中。然后,我们通过f1.get()获取Callable中保存的结果;最后通过pool.shutdown()关闭线程池。

1. submit()

submit()在java/util/concurrent/AbstractExecutorService.java中实现,它的源码如下:

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) { if (task == null) throw new NullPointerException(); // 创建一个RunnableFuture对象 RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task); // 执行“任务ftask” execute(ftask); // 返回“ftask” return ftask;}

说明:submit()通过newTaskFor(task)创建了RunnableFuture对象ftask。它的源码如下:

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

2. FutureTask的构造函数

FutureTask的构造函数如下:

public FutureTask(Callable<V> callable) { if (callable == null) throw new NullPointerException(); // callable是一个Callable对象 this.callable = callable; // state记录FutureTask的状态 this.state = NEW; // ensure visibility of callable}

3. FutureTask的run()方法

我们继续回到submit()的源码中。
在newTaskFor()新建一个ftask对象之后,会通过execute(ftask)执行该任务。此时ftask被当作一个Runnable对象进行执行,最终会调用到它的run()方法;ftask的run()方法在java/util/concurrent/FutureTask.java中实现,源码如下:

public void run() { if (state != NEW || !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset, null, Thread.currentThread())) return; try { // 将callable对象赋值给c。 Callable<V> c = callable; if (c != null && state == NEW) { V result; boolean ran; try { // 执行Callable的call()方法,并保存结果到result中。 result = c.call(); ran = true; } catch (Throwable ex) { result = null; ran = false; setException(ex); } // 如果运行成功,则将result保存 if (ran) set(result); } } finally { runner = null; // 设置“state状态标记” int s = state; if (s >= INTERRUPTING) handlePossibleCancellationInterrupt(s); }}

说明:run()中会执行Callable对象的call()方法,并且最终将结果保存到result中,并通过set(result)将result保存。
   之后调用FutureTask的get()方法,返回的就是通过set(result)保存的值。

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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