03 有返回結果的多線程

查看Runnable接口的抽象方法發(fā)現(xiàn)它的返回值是void,所以不使用線程間通信他是無法獲取返回結果的双藕,Java提供了另一個具有返回結果的接口Callable昂羡,我們分析一下源代碼并寫幾個簡單的例子遂鹊。

Callable簡介

java.util.concurrent.Callable也是一個接口栋艳,它實現(xiàn)了一個方法call(),他的參數(shù)和返回值都是一個泛型V戳气,而且默認可以拋出異常链患。可以說是Runnable的進階版本瓶您,適合用于需要返回結果的復雜計算和處理過程麻捻。

java.util.concurrent.Callable源碼
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;
}

Future,Runnable和FutureTask

java.util.concurrent.Future接口
Future是一個接口它定義了幾個基本的方法:

java.util.concurrent.Future源代碼(注釋太長刪掉了呀袱,需要可自行查看源代碼):
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;

java.util.concurrent.RunnableFuture接口
它繼承了Runnable和Future說明他的實現(xiàn)方法需要實現(xiàn)一個可執(zhí)行方法體run()和Future中的抽象方法贸毕。

java.util.concurrent.RunnableFuture源代碼:
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    /**
     * Sets this Future to the result of its computation
     * unless it has been cancelled.
     */
    void run();
}

java.util.concurrent.FutureTask類
FutureTask是RunnableFuture接口的實現(xiàn),首先分析他的兩個構造方法,都需要需要傳入一個,可選參數(shù)為返回值:

java.util.concurrent.FutureTask構造函數(shù)
/**
     * Creates a {@code FutureTask} that will, upon running, execute the
     * given {@code Callable}.
     *
     * @param  callable the callable task
     * @throws NullPointerException if the callable is null
     */
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

    /**
     * Creates a {@code FutureTask} that will, upon running, execute the
     * given {@code Runnable}, and arrange that {@code get} will return the
     * given result on successful completion.
     *
     * @param runnable the runnable task
     * @param result the result to return on successful completion. If
     * you don't need a particular result, consider using
     * constructions of the form:
     * {@code Future<?> f = new FutureTask<Void>(runnable, null)}
     * @throws NullPointerException if the runnable is null
     */
    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

isCancelled(),isDone(0和cannel()都是獲取線程的狀態(tài)和直接調用Thread.interrupt()中斷線程夜赵,這里不做描述明棍。看下核心的get()方法,如果未執(zhí)行完成則等待系統(tǒng)完成否則直接返回結果寇僧,另一個重載方法只是多了一個超時參數(shù)不在分析:

java.util.concurrent.FutureTask.get()方法
 public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        int s = state;
        if (s <= COMPLETING)
            s = awaitDone(false, 0L);
        return report(s);
    }

看下Run()方法摊腋,直接調用Callable.call()方法,并將執(zhí)行結果賦值給result屬性:

java.util.concurrent.FutureTask.run()方法
  public void run() {
        if (state != NEW ||
            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                         null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } finally {
            // runner must be non-null until state is settled to
            // prevent concurrent calls to run()
            runner = null;
            // state must be re-read after nulling runner to prevent
            // leaked interrupts
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

總結

FutureTask可以說是一個加強版的Runnable嘁傀,他也是一個方法執(zhí)行體兴蒸,因為它實現(xiàn)了Runnable接口所以它可以作為Thread的初始化參數(shù),Thread執(zhí)行的時候會直接調用執(zhí)行他的run()方法细办;而且它實現(xiàn)了Future接口橙凳,在run()中調用call()并將結果存儲在屬性中供get()方法獲取,同時提供了一系列操作函數(shù)實現(xiàn)了線程執(zhí)行狀態(tài)的監(jiān)控和線程終端也就是任務取消功能笑撞。

FutureTask的幾種簡單使用方式

實現(xiàn)了Callable接口的MyThreadCallable類:
import java.util.concurrent.Callable;
public class MyThreadCallable implements Callable<String> {
    private String name;
    MyThreadCallable(String name){
        this.name=name;
    }
    @Override
    public String call(){
        try {
            Thread.sleep((int) Math.ceil(Math.random() * 100) * 100);
            System.out.println("MyThreadCallable "+name+" 執(zhí)行了");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "MyThreadCallable "+name+" 返回值";
    }
}

測試方法代碼

測試方法
 public static void testThreadCallable(){
        try { //需要捕獲Callable執(zhí)行的call()可能拋出的異常
            /**
             * 新建MyThreadCallable實現(xiàn)Callable接口
             */
            FutureTask<String> futureTask=new FutureTask<>(new MyThreadCallable("A"));
            new Thread(futureTask).start();


            /**
             * 匿名內部類方式實現(xiàn)FutureTask
             */
            FutureTask<String> futureTask2=new FutureTask<String>(new Callable<String>(){
                @Override
                public String call() throws Exception {
                    Thread.sleep((int) Math.ceil(Math.random() * 100) * 100);
                   System.out.println("匿名內部類線程 B 執(zhí)行了");
                   return  "匿名內部類線程 B 返回值";
                }
            });
            new Thread(futureTask2).start();


            /**
             * 使用線程池
             * 強烈建議使用線程池不要自己顯示創(chuàng)建線程
             */
            FutureTask<String> futureTask3=new FutureTask<>(new MyThreadCallable("C"));
            FutureTask<String> futureTask4=new FutureTask<>(new MyThreadCallable("D"));
            ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
            executor.execute(futureTask3);
            executor.execute(futureTask4);

            //最后獲取返回值岛啸,get()方法會阻塞當前進程
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(futureTask.get());
            System.out.println(futureTask2.get());
            System.out.println(futureTask3.get());
            System.out.println(futureTask4.get());


        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }

執(zhí)行結果:

匿名內部類線程 B 執(zhí)行了
MyThreadCallable D 執(zhí)行了
MyThreadCallable C 執(zhí)行了
MyThreadCallable A 執(zhí)行了
MyThreadCallable A 返回值
匿名內部類線程 B 返回值
MyThreadCallable C 返回值
MyThreadCallable D 返回值
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