Java并發(fā)系列:Thread茴丰、Runnable、Callable天吓、Future和FutureTask

在Java的世界里贿肩,異步操作一般使用Thread,本篇來(lái)講講Thread的有返回值和無(wú)返回值的多線程Api龄寞。

無(wú)返回值的Thread創(chuàng)建

  1. 繼承Thread汰规,復(fù)寫run方法,多線程執(zhí)行時(shí)回調(diào)Thread的run()方法進(jìn)行執(zhí)行任務(wù)物邑。
/**
 * 使用Thread溜哮,復(fù)寫run方法進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行
 */
private static void runThread() {
    Thread thread = new Thread() {
        @Override
        public void run() {
            super.run();
            System.out.println("我在" + Thread.currentThread().getName() + "中執(zhí)行...");
        }
    };
    thread.start();
}

//輸出
我在Thread-0中執(zhí)行...
  1. 使用Runnable滔金,和Thread組合執(zhí)行。Thread還有一個(gè)有參構(gòu)造傳入Runnable茂嗓,任務(wù)執(zhí)行則在Runnable的run()方法中執(zhí)行餐茵。
/**
 * 使用Runnable構(gòu)建Thread對(duì)象
 */
private static void runThreadByRunnable() {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我是Runnable中的任務(wù)");
            System.out.println("我在" + Thread.currentThread().getName() + "中執(zhí)行...");
        }
    });
    thread.start();
}

//輸出
我是Runnable中的任務(wù)
我在Thread-0中執(zhí)行...

3.需要注意的是,Thread啟動(dòng)線程不能調(diào)用run()述吸,必須調(diào)用start()忿族,否則執(zhí)行任務(wù)的線程為當(dāng)前線程,而不是新起一個(gè)線程去執(zhí)行蝌矛。

private static void runThreadByRunnable() {
    Thread thread = new Thread(new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            System.out.println("我是Runnable中的任務(wù)");
            System.out.println("我在" + Thread.currentThread().getName() + "中執(zhí)行...");
        }
    });
    //錯(cuò)誤示范道批,Thread啟動(dòng)線程不能調(diào)用run(),必須調(diào)用start()入撒,否則執(zhí)行任務(wù)的線程為當(dāng)前線程隆豹,而不是新起一個(gè)線程去執(zhí)行。
    thread.run();
}

//輸出
我是Runnable中的任務(wù)
我在main中執(zhí)行...

有返回值Thread

使用Runnable和Thread茅逮,是沒(méi)有返回值的璃赡,當(dāng)我們需要獲取到結(jié)果后,繼續(xù)執(zhí)行時(shí)氮唯,就有點(diǎn)尷尬了而在JDK1.5時(shí)鉴吹,提供了**Callable姨伟、Future和FutureTask**惩琉,作為多線程Api的補(bǔ)充。一起來(lái)看下吧

  1. 首先夺荒,Callable瞒渠,是一個(gè)帶返回值的接口,對(duì)比Runnable來(lái)對(duì)比技扼。
//有返回值伍玖,Callable
public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

//無(wú)返回值,Runnable
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}
  1. 而Future剿吻,為有結(jié)果操作對(duì)象的操作接口窍箍。
public interface Future<V> {
    //取消執(zhí)行
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

    //是否已取消
    boolean isCancelled();

    //是否已結(jié)束
    boolean isDone();

    //獲取返回值,阻塞操作丽旅,如果還未執(zhí)行完椰棘,則會(huì)以一個(gè)死循環(huán)進(jìn)行循環(huán)檢查,直到生成了結(jié)果榄笙,結(jié)束阻塞并返回結(jié)果
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    //get重載邪狞,設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間,如果指定時(shí)間后還未返回結(jié)果茅撞,拋出TimeoutException異常
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
  1. FutureTask帆卓,既然Callable是返回值任務(wù)回調(diào)接口巨朦,F(xiàn)uture為操作接口,感覺(jué)還少點(diǎn)東西剑令,啥呢糊啡?缺一個(gè)Future的實(shí)現(xiàn)類,不然操作的狀態(tài)誰(shuí)來(lái)維護(hù)呢吁津?(cancel悔橄、done)。
//FutureTask實(shí)現(xiàn)了RunnableFuture接口腺毫,來(lái)瞅瞅~
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
}

//RunnableFuture接口癣疟,繼承自Runnable和Future
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

//創(chuàng)建FutureTask。要在子線程執(zhí)行潮酒,就需要Thread環(huán)境睛挚,而Thread類的構(gòu)造方法只能傳一個(gè)Runnable,剛好RunnableFuture實(shí)現(xiàn)了Runnable急黎,所以Thread的構(gòu)造就能傳入FutureTask對(duì)象扎狱。
Callable<String> callable = new Callable<String>() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("我在" + Thread.currentThread().getName() + "中執(zhí)行...");
        return "我是結(jié)果";
    }
};
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callable);
//將任務(wù)交給線程執(zhí)行
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
  1. 獲取返回值結(jié)果,因?yàn)镕utureTask實(shí)現(xiàn)了Future接口勃教,所以它有g(shù)et()方法淤击。我們調(diào)用get方法獲取結(jié)果。
//...省略上面代碼
FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callable);
//將任務(wù)交給線程執(zhí)行
Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();
String result = futureTask.get();
//獲取結(jié)果
System.out.println("我是FutureTask+Callable中執(zhí)行的任務(wù)故源,結(jié)果為: " + result);
  1. 最終代碼
/**
 * 帶返回值的任務(wù)
 */
private static void runThreadByCallable() {
    Callable<String> callable = new Callable<String>() {
        @Override
        public String call() throws Exception {
            System.out.println("我在" + Thread.currentThread().getName() + "中執(zhí)行...");
            return "我是結(jié)果";
        }
    };
    FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callable);
    try {
        //將任務(wù)交給線程執(zhí)行
        Thread thread = new Thread(futureTask);
        thread.start();
        //futureTask.cancel(true);
        //如果取消或結(jié)束了污抬,就不往下走了
        if (futureTask.isCancelled()) {
            System.out.println("任務(wù)被取消了");
            return;
        }
        if (futureTask.isDone()) {
            System.out.println("任務(wù)完成了");
            return;
        }
        String result = futureTask.get();
        System.out.println("我是FutureTask+Callable中執(zhí)行的任務(wù),結(jié)果為: " + result);
        if (futureTask.isDone()) {
            System.out.println("我完成任務(wù)啦...");
        }
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

//輸出
我在Thread-0中執(zhí)行...
我是FutureTask+Callable中執(zhí)行的任務(wù)绳军,結(jié)果為: 我是結(jié)果
我完成任務(wù)啦...

使用線程池

頻繁創(chuàng)建線程和銷毀線程印机,十分消耗資源。那么有沒(méi)有復(fù)用線程门驾,執(zhí)行任務(wù)的Api呢射赛?有,那就是線程池線程池這里不細(xì)講哈

  • 不帶返回值的結(jié)果奶是。在線程池中執(zhí)行~
/**
 * 不帶返回值的任務(wù)在線程池中執(zhí)行
 */
private static void runThreadByExecutorService(Runnable runnable) {
    ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
    executor.execute(runnable);
}

//輸出
我在pool-1-thread-1中執(zhí)行...
  • 帶返回值的結(jié)果楣责,這里使用Executors創(chuàng)建一個(gè)線程池,通過(guò)executor.submit()提交Callable聂沙,返回一個(gè)Future接口對(duì)象秆麸。哎?怎么沒(méi)有FutureTask出現(xiàn)逐纬?我們來(lái)看submit()方法蛔屹。原來(lái)submit()將Callable包裝為RunnableFuture,再返回啦~所以不需要new FutureTask()喔~而返回的Future接口豁生,就是RunnableFuture兔毒。
//提交任務(wù)
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
    execute(ftask);
    return ftask;
}

//將Callable包裝為RunnableFuture
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
    return new FutureTask<T>(callable);
}
  • 最終代碼~
/**
 * 帶返回值任務(wù)在線程池中執(zhí)行
 */
private static void runThreadByExecutorService() {
    //創(chuàng)建線程池
    ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
    //提交任務(wù)
    Future<String> future = executor.submit(new Callable<String>() {
        @Override
        public String call() throws Exception {
            System.out.println("我在" + Thread.currentThread().getName() + "中執(zhí)行...");
            return "我是結(jié)果";
        }
    });
    executor.shutdown();
    try {
         //獲取結(jié)果
        String result = future.get();
        System.out.println("帶返回值的任務(wù)-結(jié)果為: " + result);
    } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

//輸出
我在pool-1-thread-1中執(zhí)行...
帶返回值的任務(wù)-結(jié)果為: 我是結(jié)果

總結(jié)

  1. 需要在子線程中執(zhí)行任務(wù)漫贞,并返回返回值時(shí),最好使用JDK提供的Callable育叁、Future和FutureTask來(lái)實(shí)現(xiàn)~
  2. 頻繁使用線程迅脐,需要使用線程池。
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