java高并發(fā)系列 - 第19天：JUC中的Executor框架詳解1，全面掌握java并發(fā)相關(guān)技術(shù)

icattlecoder 發(fā)布于2019-08-19 10:16 / 775人閱讀

摘要：有三種狀態(tài)運(yùn)行關(guān)閉終止。類類，提供了一系列工廠方法用于創(chuàng)建線程池，返回的線程池都實(shí)現(xiàn)了接口。線程池的大小一旦達(dá)到最大值就會(huì)保持不變，在提交新任務(wù)，任務(wù)將會(huì)進(jìn)入等待隊(duì)列中等待。此線程池支持定時(shí)以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求。

這是java高并發(fā)系列第19篇文章。

本文主要內(nèi)容

介紹Executor框架相關(guān)內(nèi)容

介紹Executor

介紹ExecutorService

介紹線程池ThreadPoolExecutor及案例

介紹定時(shí)器ScheduledExecutorService及案例

介紹Excecutors類的使用

介紹Future接口

介紹Callable接口

介紹FutureTask的使用

獲取異步任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果的幾種方法

Executors框架介紹

Executors框架是Doug Lea的神作，通過這個(gè)框架，可以很容易的使用線程池高效地處理并行任務(wù)。

Excecutor框架主要包含3部分的內(nèi)容：

任務(wù)相關(guān)的：包含被執(zhí)行的任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的接口：Runnable接口或Callable接口

任務(wù)的執(zhí)行相關(guān)的：包含任務(wù)執(zhí)行機(jī)制的核心接口Executor，以及繼承自Executor的ExecutorService接口。Executor框架中有兩個(gè)關(guān)鍵的類實(shí)現(xiàn)了ExecutorService接口（ThreadPoolExecutor和ScheduleThreadPoolExecutor）

異步計(jì)算結(jié)果相關(guān)的：包含接口Future和實(shí)現(xiàn)Future接口的FutureTask類

Executors框架包括：

Executor

ExecutorService

ThreadPoolExecutor

Executors

Future

Callable

FutureTask

CompletableFuture

CompletionService

ExecutorCompletionService

下面我們來一個(gè)個(gè)介紹其用途和使用方法。

Executor接口

Executor接口中定義了方法execute(Runable able)接口，該方法接受一個(gè)Runable實(shí)例，他來執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，任務(wù)即實(shí)現(xiàn)一個(gè)Runable接口的類。

ExecutorService接口

ExecutorService繼承于Executor接口，他提供了更為豐富的線程實(shí)現(xiàn)方法，比如ExecutorService提供關(guān)閉自己的方法，以及為跟蹤一個(gè)或多個(gè)異步任務(wù)執(zhí)行狀況而生成Future的方法。

ExecutorService有三種狀態(tài)：運(yùn)行、關(guān)閉、終止。創(chuàng)建后便進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)調(diào)用了shutdown()方法時(shí)，便進(jìn)入了關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)意味著ExecutorService不再接受新的任務(wù)，但是他還是會(huì)執(zhí)行已經(jīng)提交的任務(wù)，當(dāng)所有已經(jīng)提交了的任務(wù)執(zhí)行完后，便達(dá)到終止?fàn)顟B(tài)。如果不調(diào)用shutdown方法，ExecutorService方法會(huì)一直運(yùn)行下去，系統(tǒng)一般不會(huì)主動(dòng)關(guān)閉。

ThreadPoolExecutor類

線程池類，實(shí)現(xiàn)了ExecutorService接口中所有方法，該類也是我們經(jīng)常要用到的，非常重要，關(guān)于此類有詳細(xì)的介紹，可以移步：玩轉(zhuǎn)java中的線程池

ScheduleThreadPoolExecutor定時(shí)器

ScheduleThreadPoolExecutor繼承自ScheduleThreadPoolExecutor，他主要用來延遲執(zhí)行任務(wù)，或者定時(shí)執(zhí)行任務(wù)。功能和Timer類似，但是ScheduleThreadPoolExecutor更強(qiáng)大、更靈活一些。Timer后臺(tái)是單個(gè)線程，而ScheduleThreadPoolExecutor可以在創(chuàng)建的時(shí)候指定多個(gè)線程。

常用方法介紹：

schedule:延遲執(zhí)行任務(wù)1次

使用ScheduleThreadPoolExecutor的schedule方法，看一下這個(gè)方法的聲明：

public ScheduledFuture schedule(Runnable command, long delay, TimeUnit unit)

3個(gè)參數(shù)：command：需要執(zhí)行的任務(wù)
delay：需要延遲的時(shí)間
unit：參數(shù)2的時(shí)間單位，是個(gè)枚舉，可以是天、小時(shí)、分鐘、秒、毫秒、納秒等

示例代碼：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        scheduledExecutorService.schedule(() -> {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "開始執(zhí)行");
            //模擬任務(wù)耗時(shí)
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "執(zhí)行結(jié)束");
        }, 2, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

輸出：

1564575180457
1564575185525開始執(zhí)行
1564575188530執(zhí)行結(jié)束

scheduleAtFixedRate:固定的頻率執(zhí)行任務(wù)

使用ScheduleThreadPoolExecutor的scheduleAtFixedRate方法，該方法設(shè)置了執(zhí)行周期，下一次執(zhí)行時(shí)間相當(dāng)于是上一次的執(zhí)行時(shí)間加上period，任務(wù)每次執(zhí)行完畢之后才會(huì)計(jì)算下次的執(zhí)行時(shí)間。

看一下這個(gè)方法的聲明：

public ScheduledFuture scheduleAtFixedRate(Runnable command,
                                                  long initialDelay,
                                                  long period,
                                                  TimeUnit unit);

4個(gè)參數(shù)：command：表示要執(zhí)行的任務(wù)
initialDelay：表示延遲多久執(zhí)行第一次
period：連續(xù)執(zhí)行之間的時(shí)間間隔
unit：參數(shù)2和參數(shù)3的時(shí)間單位，是個(gè)枚舉，可以是天、小時(shí)、分鐘、秒、毫秒、納秒等

假設(shè)系統(tǒng)調(diào)用scheduleAtFixedRate的時(shí)間是T1，那么執(zhí)行時(shí)間如下：

第1次：T1+initialDelay

第2次：T1+initialDelay+period

第3次：T1+initialDelay+2*period

第n次：T1+initialDelay+(n-1)*period

示例代碼：

package com.itsoku.chat18;

import java.sql.Time;
import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        //任務(wù)執(zhí)行計(jì)數(shù)器
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(1);
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(() -> {
            int currCount = count.getAndIncrement();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "開始執(zhí)行");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "執(zhí)行結(jié)束");
        }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

前面6次輸出結(jié)果：

1564576404181
pool-1-thread-1
1564576405247第1次開始執(zhí)行
1564576407251第1次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-1
1564576407251第2次開始執(zhí)行
1564576409252第2次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-2
1564576409252第3次開始執(zhí)行
1564576411255第3次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-1
1564576411256第4次開始執(zhí)行
1564576413260第4次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-3
1564576413260第5次開始執(zhí)行
1564576415265第5次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-2
1564576415266第6次開始執(zhí)行
1564576417269第6次執(zhí)行結(jié)束

代碼中設(shè)置的任務(wù)第一次執(zhí)行時(shí)間是系統(tǒng)啟動(dòng)之后延遲一秒執(zhí)行。后面每次時(shí)間間隔1秒，從輸出中可以看出系統(tǒng)啟動(dòng)之后過了1秒任務(wù)第一次執(zhí)行（1、3行輸出），輸出的結(jié)果中可以看到任務(wù)第一次執(zhí)行結(jié)束時(shí)間和第二次的結(jié)束時(shí)間一樣，為什么會(huì)這樣？前面有介紹，任務(wù)當(dāng)前執(zhí)行完畢之后會(huì)計(jì)算下次執(zhí)行時(shí)間，下次執(zhí)行時(shí)間為上次執(zhí)行的開始時(shí)間+period，第一次開始執(zhí)行時(shí)間是1564576405247，加1秒為1564576406247，這個(gè)時(shí)間小于第一次結(jié)束的時(shí)間了，說明小于系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)間了，會(huì)立即執(zhí)行。

scheduleWithFixedDelay:固定的間隔執(zhí)行任務(wù)

使用ScheduleThreadPoolExecutor的scheduleWithFixedDelay方法，該方法設(shè)置了執(zhí)行周期，與scheduleAtFixedRate方法不同的是，下一次執(zhí)行時(shí)間是上一次任務(wù)執(zhí)行完的系統(tǒng)時(shí)間加上period，因而具體執(zhí)行時(shí)間不是固定的，但周期是固定的，是采用相對固定的延遲來執(zhí)行任務(wù)?？匆幌逻@個(gè)方法的聲明：

public ScheduledFuture scheduleWithFixedDelay(Runnable command,
                                                     long initialDelay,
                                                     long delay,
                                                     TimeUnit unit);

4個(gè)參數(shù)：command：表示要執(zhí)行的任務(wù)
initialDelay：表示延遲多久執(zhí)行第一次
period：表示下次執(zhí)行時(shí)間和上次執(zhí)行結(jié)束時(shí)間之間的間隔時(shí)間
unit：參數(shù)2和參數(shù)3的時(shí)間單位，是個(gè)枚舉，可以是天、小時(shí)、分鐘、秒、毫秒、納秒等

假設(shè)系統(tǒng)調(diào)用scheduleAtFixedRate的時(shí)間是T1，那么執(zhí)行時(shí)間如下：

第1次：T1+initialDelay，執(zhí)行結(jié)束時(shí)間：E1

第2次：E1+period，執(zhí)行結(jié)束時(shí)間：E2

第3次：E2+period，執(zhí)行結(jié)束時(shí)間：E3

第4次：E3+period，執(zhí)行結(jié)束時(shí)間：E4

第n次：上次執(zhí)行結(jié)束時(shí)間+period

示例代碼：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        //任務(wù)執(zhí)行計(jì)數(shù)器
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(1);
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(() -> {
            int currCount = count.getAndIncrement();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "開始執(zhí)行");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "執(zhí)行結(jié)束");
        }, 1, 3, TimeUnit.SECONDS);
    }
}

前幾次輸出如下：

1564578510983
pool-1-thread-1
1564578512087第1次開始執(zhí)行
1564578514091第1次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-1
1564578517096第2次開始執(zhí)行
1564578519100第2次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-2
1564578522103第3次開始執(zhí)行
1564578524105第3次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-1
1564578527106第4次開始執(zhí)行
1564578529106第4次執(zhí)行結(jié)束

延遲1秒之后執(zhí)行第1次，后面每次的執(zhí)行時(shí)間和上次執(zhí)行結(jié)束時(shí)間間隔3秒。

scheduleAtFixedRate和scheduleWithFixedDelay示例建議多看2遍。

定時(shí)任務(wù)有異常會(huì)怎么樣？

示例代碼：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        //任務(wù)執(zhí)行計(jì)數(shù)器
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(1);
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(10);
        ScheduledFuture scheduledFuture = scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(() -> {
            int currCount = count.getAndIncrement();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "開始執(zhí)行");
            System.out.println(10 / 0);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "執(zhí)行結(jié)束");
        }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);

        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        System.out.println(scheduledFuture.isCancelled());
        System.out.println(scheduledFuture.isDone());

    }
}

系統(tǒng)輸出如下內(nèi)容就再也沒有輸出了：

1564578848143
pool-1-thread-1
1564578849226第1次開始執(zhí)行
false
true

先說補(bǔ)充點(diǎn)知識(shí)：schedule、scheduleAtFixedRate、scheduleWithFixedDelay這幾個(gè)方法有個(gè)返回值ScheduledFuture，通過ScheduledFuture可以對執(zhí)行的任務(wù)做一些操作，如判斷任務(wù)是否被取消、是否執(zhí)行完成。

再回到上面代碼，任務(wù)中有個(gè)10/0的操作，會(huì)觸發(fā)異常，發(fā)生異常之后沒有任何現(xiàn)象，被ScheduledExecutorService內(nèi)部給吞掉了，然后這個(gè)任務(wù)再也不會(huì)執(zhí)行了，scheduledFuture.isDone()輸出true，表示這個(gè)任務(wù)已經(jīng)結(jié)束了，再也不會(huì)被執(zhí)行了。所以如果程序有異常，開發(fā)者自己注意處理一下，不然跑著跑著發(fā)現(xiàn)任務(wù)怎么不跑了，也沒有異常輸出。

取消定時(shí)任務(wù)的執(zhí)行

可能任務(wù)執(zhí)行一會(huì)，想取消執(zhí)行，可以調(diào)用ScheduledFuture的cancel方法，參數(shù)表示是否給任務(wù)發(fā)送中斷信號(hào)。

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        //任務(wù)執(zhí)行計(jì)數(shù)器
        AtomicInteger count = new AtomicInteger(1);
        ScheduledExecutorService scheduledExecutorService = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        ScheduledFuture scheduledFuture = scheduledExecutorService.scheduleWithFixedDelay(() -> {
            int currCount = count.getAndIncrement();
            System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "開始執(zhí)行");
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "第" + currCount + "次" + "執(zhí)行結(jié)束");
        }, 1, 1, TimeUnit.SECONDS);

        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        scheduledFuture.cancel(false);
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        System.out.println("任務(wù)是否被取消："+scheduledFuture.isCancelled());
        System.out.println("任務(wù)是否已完成："+scheduledFuture.isDone());
    }
}

輸出：

1564579843190
pool-1-thread-1
1564579844255第1次開始執(zhí)行
1564579846260第1次執(zhí)行結(jié)束
pool-1-thread-1
1564579847263第2次開始執(zhí)行
任務(wù)是否被取消：true
任務(wù)是否已完成：true
1564579849267第2次執(zhí)行結(jié)束

輸出中可以看到任務(wù)被取消成功了。

Executors類

Executors類，提供了一系列工廠方法用于創(chuàng)建線程池，返回的線程池都實(shí)現(xiàn)了ExecutorService接口。常用的方法有：

newSingleThreadExecutor

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor()
public static ExecutorService newSingleThreadExecutor(ThreadFactory threadFactory)

創(chuàng)建一個(gè)單線程的線程池。這個(gè)線程池只有一個(gè)線程在工作，也就是相當(dāng)于單線程串行執(zhí)行所有任務(wù)。如果這個(gè)唯一的線程因?yàn)楫惓＝Y(jié)束，那么會(huì)有一個(gè)新的線程來替代它。此線程池保證所有任務(wù)的執(zhí)行順序按照任務(wù)的提交順序執(zhí)行。內(nèi)部使用了無限容量的LinkedBlockingQueue阻塞隊(duì)列來緩存任務(wù)，任務(wù)如果比較多，單線程如果處理不過來，會(huì)導(dǎo)致隊(duì)列堆滿，引發(fā)OOM。

newFixedThreadPool

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)
public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads, ThreadFactory threadFactory)

創(chuàng)建固定大小的線程池。每次提交一個(gè)任務(wù)就創(chuàng)建一個(gè)線程，直到線程達(dá)到線程池的最大大小。線程池的大小一旦達(dá)到最大值就會(huì)保持不變，在提交新任務(wù)，任務(wù)將會(huì)進(jìn)入等待隊(duì)列中等待。如果某個(gè)線程因?yàn)閳?zhí)行異常而結(jié)束，那么線程池會(huì)補(bǔ)充一個(gè)新線程。內(nèi)部使用了無限容量的LinkedBlockingQueue阻塞隊(duì)列來緩存任務(wù)，任務(wù)如果比較多，如果處理不過來，會(huì)導(dǎo)致隊(duì)列堆滿，引發(fā)OOM。

newCachedThreadPool

public static ExecutorService newCachedThreadPool()
public static ExecutorService newCachedThreadPool(ThreadFactory threadFactory)

創(chuàng)建一個(gè)可緩存的線程池。如果線程池的大小超過了處理任務(wù)所需要的線程，那么就會(huì)回收部分空閑（60秒處于等待任務(wù)到來）的線程，當(dāng)任務(wù)數(shù)增加時(shí)，此線程池又可以智能的添加新線程來處理任務(wù)。此線程池的最大值是Integer的最大值(2^31-1)。內(nèi)部使用了SynchronousQueue同步隊(duì)列來緩存任務(wù)，此隊(duì)列的特性是放入任務(wù)時(shí)必須要有對應(yīng)的線程獲取任務(wù)，任務(wù)才可以放入成功。如果處理的任務(wù)比較耗時(shí)，任務(wù)來的速度也比較快，會(huì)創(chuàng)建太多的線程引發(fā)OOM。

newScheduledThreadPool

public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize)
public static ScheduledExecutorService newScheduledThreadPool(int corePoolSize, ThreadFactory threadFactory)

創(chuàng)建一個(gè)大小無限的線程池。此線程池支持定時(shí)以及周期性執(zhí)行任務(wù)的需求。

在《阿里巴巴java開發(fā)手冊》中指出了線程資源必須通過線程池提供，不允許在應(yīng)用中自行顯示的創(chuàng)建線程，這樣一方面是線程的創(chuàng)建更加規(guī)范，可以合理控制開辟線程的數(shù)量；另一方面線程的細(xì)節(jié)管理交給線程池處理，優(yōu)化了資源的開銷。而線程池不允許使用Executors去創(chuàng)建，而要通過ThreadPoolExecutor方式，這一方面是由于jdk中Executor框架雖然提供了如newFixedThreadPool()、newSingleThreadExecutor()、newCachedThreadPool()等創(chuàng)建線程池的方法，但都有其局限性，不夠靈活；另外由于前面幾種方法內(nèi)部也是通過ThreadPoolExecutor方式實(shí)現(xiàn)，使用ThreadPoolExecutor有助于大家明確線程池的運(yùn)行規(guī)則，創(chuàng)建符合自己的業(yè)務(wù)場景需要的線程池，避免資源耗盡的風(fēng)險(xiǎn)。

Future、Callable接口

Future接口定義了操作異步異步任務(wù)執(zhí)行一些方法，如獲取異步任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果、取消任務(wù)的執(zhí)行、判斷任務(wù)是否被取消、判斷任務(wù)執(zhí)行是否完畢等。

Callable接口中定義了需要有返回的任務(wù)需要實(shí)現(xiàn)的方法。

@FunctionalInterface
public interface Callable {
    V call() throws Exception;
}

比如主線程讓一個(gè)子線程去執(zhí)行任務(wù)，子線程可能比較耗時(shí)，啟動(dòng)子線程開始執(zhí)行任務(wù)后，主線程就去做其他事情了，過了一會(huì)才去獲取子任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。

獲取異步任務(wù)執(zhí)行結(jié)果

示例代碼：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo6 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
        Future result = executorService.submit(() -> {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",start!");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",end!");
            return 10;
        });
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName() + ",結(jié)果：" + result.get());
    }
}

輸出：

1564581941442,main
1564581941442,pool-1-thread-1,start!
1564581946447,pool-1-thread-1,end!
1564581941442,main,結(jié)果：10

代碼中創(chuàng)建了一個(gè)線程池，調(diào)用線程池的submit方法執(zhí)行任務(wù)，submit參數(shù)為Callable接口：表示需要執(zhí)行的任務(wù)有返回值，submit方法返回一個(gè)Future對象，F(xiàn)uture相當(dāng)于一個(gè)憑證，可以在任意時(shí)間拿著這個(gè)憑證去獲取對應(yīng)任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果（調(diào)用其get方法），代碼中調(diào)用了result.get()方法之后，此方法會(huì)阻塞當(dāng)前線程直到任務(wù)執(zhí)行結(jié)束。

超時(shí)獲取異步任務(wù)執(zhí)行結(jié)果

可能任務(wù)執(zhí)行比較耗時(shí)，比如耗時(shí)1分鐘，我最多只能等待10秒，如果10秒還沒返回，我就去做其他事情了。

剛好get有個(gè)超時(shí)的方法，聲明如下：

V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

示例代碼：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo8 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
        Future result = executorService.submit(() -> {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",start!");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",end!");
            return 10;
        });
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName());
        try {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName() + ",結(jié)果：" + result.get(3,TimeUnit.SECONDS));
        } catch (TimeoutException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        executorService.shutdown();
    }
}

輸出：

1564583177139,main
1564583177139,pool-1-thread-1,start!
java.util.concurrent.TimeoutException
    at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:205)
    at com.itsoku.chat18.Demo8.main(Demo8.java:19)
1564583182142,pool-1-thread-1,end!

任務(wù)執(zhí)行中休眠了5秒，get方法獲取執(zhí)行結(jié)果，超時(shí)時(shí)間是3秒，3秒還未獲取到結(jié)果，get觸發(fā)了TimeoutException異常，當(dāng)前線程從阻塞狀態(tài)蘇醒了。

Future其他方法介紹一下

cancel：取消在執(zhí)行的任務(wù)，參數(shù)表示是否對執(zhí)行的任務(wù)發(fā)送中斷信號(hào)，方法聲明如下：

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

isCancelled：用來判斷任務(wù)是否被取消

isDone：判斷任務(wù)是否執(zhí)行完畢。

cancel方法來個(gè)示例：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo7 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(1);
        Future result = executorService.submit(() -> {
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",start!");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",end!");
            return 10;
        });

        executorService.shutdown();
        
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        result.cancel(false);
        System.out.println(result.isCancelled());
        System.out.println(result.isDone());

        TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName());
        System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName() + ",結(jié)果：" + result.get());
        executorService.shutdown();
    }
}

輸出：

1564583031646,pool-1-thread-1,start!
true
true
1564583036649,pool-1-thread-1,end!
1564583037653,main
Exception in thread "main" java.util.concurrent.CancellationException
    at java.util.concurrent.FutureTask.report(FutureTask.java:121)
    at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:192)
    at com.itsoku.chat18.Demo7.main(Demo7.java:24)

輸出2個(gè)true，表示任務(wù)已被取消，已完成，最后調(diào)用get方法會(huì)觸發(fā)CancellationException異常。

總結(jié)：從上面可以看出Future、Callable接口需要結(jié)合ExecutorService來使用，需要有線程池的支持。

FutureTask類

FutureTask除了實(shí)現(xiàn)Future接口，還實(shí)現(xiàn)了Runnable接口，因此FutureTask可以交給Executor執(zhí)行，也可以交給線程執(zhí)行執(zhí)行（Thread有個(gè)Runnable的構(gòu)造方法），FutureTask表示帶返回值結(jié)果的任務(wù)。

上面我們演示的是通過線程池執(zhí)行任務(wù)然后獲取執(zhí)行結(jié)果。

這次我們通過FutureTask類，自己啟動(dòng)一個(gè)線程來獲取執(zhí)行結(jié)果，示例如下：

package com.itsoku.chat18;

import java.util.concurrent.*;

/**
 * 跟著阿里p7學(xué)并發(fā)，微信公眾號(hào)：javacode2018
 */
public class Demo9 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        FutureTask futureTask = new FutureTask(()->{
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",start!");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
            System.out.println(System.currentTimeMillis() + "," + Thread.currentThread().getName()+",end!");
            return 10;
        });
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+","+Thread.currentThread().getName());
        new Thread(futureTask).start();
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+","+Thread.currentThread().getName());
        System.out.println(System.currentTimeMillis()+","+Thread.currentThread().getName()+",結(jié)果:"+futureTask.get());
    }
}

輸出：

1564585122547,main
1564585122547,main
1564585122547,Thread-0,start!
1564585127549,Thread-0,end!
1564585122547,main,結(jié)果:10

大家可以回過頭去看一下上面用線程池的submit方法返回的Future實(shí)際類型正是FutureTask對象，有興趣的可以設(shè)置個(gè)斷點(diǎn)去看看。

FutureTask類還是相當(dāng)重要的，標(biāo)記一下。

下面3個(gè)類，下一篇文章進(jìn)行詳解

介紹CompletableFuture

介紹CompletionService

介紹ExecutorCompletionService

java高并發(fā)系列

java高并發(fā)系列 - 第1天:必須知道的幾個(gè)概念

java高并發(fā)系列 - 第2天:并發(fā)級(jí)別

java高并發(fā)系列 - 第3天:有關(guān)并行的兩個(gè)重要定律

java高并發(fā)系列 - 第4天:JMM相關(guān)的一些概念

java高并發(fā)系列 - 第5天:深入理解進(jìn)程和線程

java高并發(fā)系列 - 第6天:線程的基本操作

java高并發(fā)系列 - 第7天:volatile與Java內(nèi)存模型

java高并發(fā)系列 - 第8天:線程組

java高并發(fā)系列 - 第9天：用戶線程和守護(hù)線程

java高并發(fā)系列 - 第10天:線程安全和synchronized關(guān)鍵字

java高并發(fā)系列 - 第11天:線程中斷的幾種方式

java高并發(fā)系列 - 第12天JUC:ReentrantLock重入鎖

java高并發(fā)系列 - 第13天:JUC中的Condition對象

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