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在Java中使用Callable、Future進(jìn)行并行編程

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摘要：使用進(jìn)行并行編程在中進(jìn)行并行編程最常用的方式是繼承類或者實(shí)現(xiàn)接口。從開(kāi)始提供了和兩個(gè)接口，通過(guò)使用它們可以在任務(wù)執(zhí)行完畢后得到執(zhí)行結(jié)果。

使用Callable、Future進(jìn)行并行編程

在Java中進(jìn)行并行編程最常用的方式是繼承Thread類或者實(shí)現(xiàn)Runnable接口。這兩種方式的缺點(diǎn)是在任務(wù)完成后無(wú)法直接獲取執(zhí)行結(jié)果，必須通過(guò)共享變量或線程間通信，使用起來(lái)很不方便。
從Java 1.5開(kāi)始提供了Callable和Future兩個(gè)接口，通過(guò)使用它們可以在任務(wù)執(zhí)行完畢后得到執(zhí)行結(jié)果。
下面我們來(lái)學(xué)習(xí)下如何使用Callable、Future和FutureTask。

Callable接口

Callable接口位于java.util.concurrent包，這是一個(gè)泛型接口，里面只聲明了一個(gè)call()方法：

public interface Callable {
    T call() throws Exception;
}

一般配合ExecutorService接口來(lái)使用它，在ExecutorService接口中聲明了幾個(gè)重載的submit方法：

 Future submit(Callable task);
 Future submit(Runnable task, T result);
Future submit(Runnable task);

第一個(gè)submit方法里面的參數(shù)類型就是Callable，另外兩個(gè)本文暫時(shí)不涉及。

Future和FutureTask

Future接口的實(shí)現(xiàn)類可以對(duì)Runnable或者Callable的任務(wù)執(zhí)行取消、查詢、獲取結(jié)果的操作。
Future接口也位于java.util.concurrent包下：

public interface Future {
    /**
    *取消任務(wù)
    *@param mayInterruptIfRunning
    *是否允許取消正在執(zhí)行卻沒(méi)有執(zhí)行完畢的任務(wù)，如果設(shè)置true，則表示可以取消正在執(zhí)行過(guò)程中的任務(wù)
    *如果任務(wù)正在執(zhí)行，則返回true
    *如果任務(wù)還沒(méi)有執(zhí)行，則無(wú)論mayInterruptIfRunning為true還是false，返回true
    *如果任務(wù)已經(jīng)完成，則無(wú)論mayInterruptIfRunning為true還是false，返回false
    */
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    /**
    *任務(wù)是否被取消成功，如果在任務(wù)正常完成前被取消成功，則返回 true
    */
    boolean isCancelled();
    /**
    *任務(wù)是否完成
    */
    boolean isDone();
    /**
    *通過(guò)阻塞獲取執(zhí)行結(jié)果
    */
    T get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    /**
    *通過(guò)阻塞獲取執(zhí)行結(jié)果。如果在指定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有返回，則返回null
    */
    T get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

總結(jié)下來(lái)Future提供了三種功能：

判斷任務(wù)是否完成


能夠中斷任務(wù)


能夠獲取任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果

JDK中為我們提供了一個(gè)Future接口的實(shí)現(xiàn)類FutureTask，它有如下兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)。

public FutureTask(Callable callable) {
}
public FutureTask(Runnable runnable, T result) {
}
示例代碼

使用Callable、Future

import java.util.concurrent.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        Future future = executorService.submit(task);
        executorService.shutdown();
        
        System.out.println("主線程在執(zhí)行任務(wù)...");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
         
        try {
            System.out.println("task運(yùn)行結(jié)果:"+future.get());
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }  
        System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢");
    }
}
class Task implements Callable{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("子線程在執(zhí)行任務(wù)...");
        //模擬任務(wù)耗時(shí)
        Thread.sleep(5000);
        return 1000;
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

子線程在執(zhí)行任務(wù)...
主線程在執(zhí)行任務(wù)...
task運(yùn)行結(jié)果:1000
所有任務(wù)執(zhí)行完畢

使用Callable、FutureTask

import java.util.concurrent.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        FutureTask futureTask = new FutureTask(task);
        executorService.submit(futureTask);
        executorService.shutdown();
        
        System.out.println("主線程在執(zhí)行任務(wù)...");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
         
        try {
            System.out.println("task運(yùn)行結(jié)果:"+futureTask.get());
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
         
        System.out.println("所有任務(wù)執(zhí)行完畢");
    }
}
class Task implements Callable{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("子線程在執(zhí)行任務(wù)...");
        //模擬任務(wù)耗時(shí)
        Thread.sleep(5000);
        return 1000;
    }
}

執(zhí)行結(jié)果：

子線程在執(zhí)行任務(wù)...
主線程在執(zhí)行任務(wù)...
task運(yùn)行結(jié)果:1000
所有任務(wù)執(zhí)行完畢

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