java多线程之Future和FutureTask使用实例
Executor框架使用Runnable作为其基本的任务表示形式。Runnable是一种有局限性的抽象，然后可以写入日志，或者共享的数据结构，但是他不能返回一个值。
许多任务实际上都是存在延迟计算的：执行数据库查询，从网络上获取资源，或者某个复杂耗时的计算。对于这种任务，Callable是一个更好的抽象，他能返回一个值，并可能抛出一个异常。Future表示一个任务的周期，并提供了相应的方法来判断是否已经完成或者取消，以及获取任务的结果和取消任务。
publicinterfaceCallable{/***Computesaresult,orthrowsanexceptionifunabletodoso.**@returncomputedresult*@throwsExceptionifunabletocomputearesult*/Vcall()throwsException;} publicinterfaceFuture { /** *Attemptstocancelexecutionofthistask.Thisattemptwill *failifthetaskhasalreadycompleted,hasalreadybeencancelled, *orcouldnotbecancelledforsomeotherreason.Ifsuccessful, *andthistaskhasnotstartedwhencanceliscalled, *thistaskshouldneverrun.Ifthetaskhasalreadystarted, *thenthemayInterruptIfRunningparameterdetermines *whetherthethreadexecutingthistaskshouldbeinterruptedin *anattempttostopthetask. * * Afterthismethodreturns,subsequentcallsto{@link#isDone}will *alwaysreturntrue.Subsequentcallsto{@link#isCancelled} *willalwaysreturntrueifthismethodreturnedtrue. * *@parammayInterruptIfRunningtrueifthethreadexecutingthis *taskshouldbeinterrupted;otherwise,in-progresstasksareallowed *tocomplete *@returnfalseifthetaskcouldnotbecancelled, *typicallybecauseithasalreadycompletednormally; *trueotherwise */ booleancancel(booleanmayInterruptIfRunning); /** *Returnstrueifthistaskwascancelledbeforeitcompleted *normally. * *@returntrueifthistaskwascancelledbeforeitcompleted */ booleanisCancelled(); /** *Returnstrueifthistaskcompleted. * *Completionmaybeduetonormaltermination,anexception,or *cancellation--inallofthesecases,thismethodwillreturn *true. * *@returntrueifthistaskcompleted */ booleanisDone(); /** *Waitsifnecessaryforthecomputationtocomplete,andthen *retrievesitsresult. * *@returnthecomputedresult *@throwsCancellationExceptionifthecomputationwascancelled *@throwsExecutionExceptionifthecomputationthrewan *exception *@throwsInterruptedExceptionifthecurrentthreadwasinterrupted *whilewaiting */ Vget()throwsInterruptedException,ExecutionException; /** *Waitsifnecessaryforatmostthegiventimeforthecomputation *tocomplete,andthenretrievesitsresult,ifavailable. * *@paramtimeoutthemaximumtimetowait *@paramunitthetimeunitofthetimeoutargument *@returnthecomputedresult *@throwsCancellationExceptionifthecomputationwascancelled *@throwsExecutionExceptionifthecomputationthrewan *exception *@throwsInterruptedExceptionifthecurrentthreadwasinterrupted *whilewaiting *@throwsTimeoutExceptionifthewaittimedout */ Vget(longtimeout,TimeUnitunit) throwsInterruptedException,ExecutionException,TimeoutException; }
可以通过多种方法来创建一个Future来描述任务。ExecutorService中的submit方法接受一个Runnable或者Callable，然后返回一个Future来获得任务的执行结果或者取消任务。
/** *Submitsavalue-returningtaskforexecutionandreturnsa *Futurerepresentingthependingresultsofthetask.The *Future'sgetmethodwillreturnthetask'sresultupon *successfulcompletion. * **Ifyouwouldliketoimmediatelyblockwaiting *foratask,youcanuseconstructionsoftheform *result=exec.submit(aCallable).get(); * *
Note:The{@linkExecutors}classincludesasetofmethods *thatcanconvertsomeothercommonclosure-likeobjects, *forexample,{@linkjava.security.PrivilegedAction}to *{@linkCallable}formsotheycanbesubmitted. * *@paramtaskthetasktosubmit *@returnaFuturerepresentingpendingcompletionofthetask *@throwsRejectedExecutionExceptionifthetaskcannotbe *scheduledforexecution *@throwsNullPointerExceptionifthetaskisnull */
Future submit(Callable task); /** *SubmitsaRunnabletaskforexecutionandreturnsaFuture *representingthattask.TheFuture'sgetmethodwill *returnthegivenresultuponsuccessfulcompletion. * *@paramtaskthetasktosubmit *@paramresulttheresulttoreturn *@returnaFuturerepresentingpendingcompletionofthetask *@throwsRejectedExecutionExceptionifthetaskcannotbe *scheduledforexecution *@throwsNullPointerExceptionifthetaskisnull */ Future submit(Runnabletask,Tresult); /** *SubmitsaRunnabletaskforexecutionandreturnsaFuture *representingthattask.TheFuture'sgetmethodwill *returnnulluponsuccessfulcompletion. * *@paramtaskthetasktosubmit *@returnaFuturerepresentingpendingcompletionofthetask *@throwsRejectedExecutionExceptionifthetaskcannotbe *scheduledforexecution *@throwsNullPointerExceptionifthetaskisnull */ Futuresubmit(Runnabletask);
另外ThreadPoolExecutor中的newTaskFor(Callable
假设我们通过一个方法从远程获取一些计算结果，假设方法是ListgetDataFromRemote()，如果采用同步的方法，代码大概是Listdata=getDataFromRemote(),我们将一直等待getDataFromRemote返回，然后才能继续后面的工作，这个函数是从远程获取计算结果的，如果需要很长时间，后面的代码又和这个数据没有什么关系的话，阻塞在那里就会浪费很多时间。我们有什么办法可以改进呢？？？
能够想到的办法是调用函数后，立即返回，然后继续执行，等需要用数据的时候，再取或者等待这个数据。具体实现有两种方式，一个是用Future，另一个是回调。
Futurefuture=getDataFromRemoteByFuture(); //dosomething.... Listdata=future.get();
可以看到我们返回的是一个Future对象，然后接着自己的处理后面通过future.get()来获得我们想要的值。也就是说在执行getDataFromRemoteByFuture的时候，就已经启动了对远程计算结果的获取，同时自己的线程还继续执行不阻塞。知道获取时候再拿数据就可以。看一下getDataFromRemoteByFuture的实现：
privateFuturegetDataFromRemoteByFuture(){ returnthreadPool.submit(newCallable
(){ @Override publicListcall()throwsException{ returngetDataFromRemote(); } }); }
我们在这个方法中调用getDataFromRemote方法，并且用到了线程池。把任务加入线程池之后，理解返回Future对象。Future的get方法，还可以传入一个超时参数，用来设置等待时间，不会一直等下去。
也可以利用FutureTask来获取结果：
FutureTaskfutureTask=newFutureTask
(newCallable
(){ @Override publicListcall()throwsException{ returngetDataFromRemote(); } }); threadPool.submit(futureTask); futureTask.get();
FutureTask是一个具体的实现类，ThreadPoolExecutor的submit方法返回的就是一个Future的实现，这个实现就是FutureTask的一个具体实例，FutureTask帮助实现了具体的任务执行，以及和Future接口中的get方法的关联。
FutureTask除了帮助ThreadPool很好的实现了对加入线程池任务的Future支持外，也为我们提供了很大的便利，使得我们自己也可以实现支持Future的任务调度。
补充知识：多线程中Future与FutureTask的区别和联系
线程的创建方式中有两种，一种是实现Runnable接口，另一种是继承Thread，但是这两种方式都有个缺点，那就是在任务执行完成之后无法获取返回结果，于是就有了Callable接口，Future接口与FutureTask类的配和取得返回的结果。
我们先回顾一下java.lang.Runnable接口，就声明了run(),其返回值为void，当然就无法获取结果。
publicinterfaceRunnable{
publicabstractvoidrun();
}
而Callable的接口定义如下
publicinterfaceCallable{ Vcall()throwsException; }
该接口声明了一个名称为call()的方法，同时这个方法可以有返回值V，也可以抛出异常。嗯，对该接口我们先了解这么多就行，下面我们来说明如何使用，前篇文章我们说过，无论是Runnable接口的实现类还是Callable接口的实现类，都可以被ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor执行，ThreadPoolExecutor或ScheduledThreadPoolExecutor都实现了ExcutorService接口，而因此Callable需要和Executor框架中的ExcutorService结合使用，我们先看看ExecutorService提供的方法：
Future submit(Callable task); Future submit(Runnabletask,Tresult); Futuresubmit(Runnabletask);
第一个方法：submit提交一个实现Callable接口的任务，并且返回封装了异步计算结果的Future。
第二个方法：submit提交一个实现Runnable接口的任务，并且指定了在调用Future的get方法时返回的result对象。（不常用）
第三个方法：submit提交一个实现Runnable接口的任务，并且返回封装了异步计算结果的Future。
因此我们只要创建好我们的线程对象（实现Callable接口或者Runnable接口），然后通过上面3个方法提交给线程池去执行即可。还有点要注意的是，除了我们自己实现Callable对象外，我们还可以使用工厂类Executors来把一个Runnable对象包装成Callable对象。Executors工厂类提供的方法如下：
publicstaticCallable
publicstatic
Callable callable(Runnabletask,Tresult)
2.Future
Future
publicinterfaceFuture{ booleancancel(booleanmayInterruptIfRunning); booleanisCancelled(); booleanisDone(); Vget()throwsInterruptedException,ExecutionException; Vget(longtimeout,TimeUnitunit)throwsInterruptedException,ExecutionException,TimeoutException; }
方法解析：
Vget()：获取异步执行的结果，如果没有结果可用，此方法会阻塞直到异步计算完成。
Vget(Longtimeout,TimeUnitunit)：获取异步执行结果，如果没有结果可用，此方法会阻塞，但是会有时间限制，如果阻塞时间超过设定的timeout时间，该方法将抛出异常。
booleanisDone()：如果任务执行结束，无论是正常结束或是中途取消还是发生异常，都返回true。
booleanisCanceller()：如果任务完成前被取消，则返回true。
booleancancel(booleanmayInterruptRunning)：如果任务还没开始，执行cancel(...)方法将返回false；如果任务已经启动，执行cancel(true)方法将以中断执行此任务线程的方式来试图停止任务，如果停止成功，返回true；当任务已经启动，执行cancel(false)方法将不会对正在执行的任务线程产生影响(让线程正常执行到完成)，此时返回false；当任务已经完成，执行cancel(...)方法将返回false。mayInterruptRunning参数表示是否中断执行中的线程。
通过方法分析我们也知道实际上Future提供了3种功能：（1）能够中断执行中的任务（2）判断任务是否执行完成（3）获取任务执行完成后额结果。
但是我们必须明白Future只是一个接口，我们无法直接创建对象，因此就需要其实现类FutureTask登场啦。
3.FutureTask类
我们先来看看FutureTask的实现
publicclassFutureTaskimplementsRunnableFuture { FutureTask类实现了RunnableFuture接口，我们看一下RunnableFuture接口的实现： publicinterfaceRunnableFuture extendsRunnable,Future { voidrun(); }
分析：FutureTask除了实现了Future接口外还实现了Runnable接口（即可以通过Runnable接口实现线程，也可以通过Future取得线程执行完后的结果），因此FutureTask也可以直接提交给Executor执行。
最后我们给出FutureTask的两种构造函数：
publicFutureTask(Callablecallable){ } publicFutureTask(Runnablerunnable,Vresult){ }
4.Callable
通过上面的介绍，我们对Callable，Future，FutureTask都有了比较清晰的了解了，那么它们到底有什么用呢？我们前面说过通过这样的方式去创建线程的话，最大的好处就是能够返回结果，加入有这样的场景，我们现在需要计算一个数据，而这个数据的计算比较耗时，而我们后面的程序也要用到这个数据结果，那么这个时Callable岂不是最好的选择？我们可以开设一个线程去执行计算，而主线程继续做其他事，而后面需要使用到这个数据时，我们再使用Future获取不就可以了吗？下面我们就来编写一个这样的实例
4.1使用Callable+Future获取执行结果
Callable实现类如下：
packagecom.zejian.Executor; importjava.util.concurrent.Callable; /** *@authorzejian *@time2016年3月15日下午2:02:42 *@decritionCallable接口实例 */ publicclassCallableDemoimplementsCallable{ privateintsum; @Override publicIntegercall()throwsException{ System.out.println("Callable子线程开始计算啦！"); Thread.sleep(2000); for(inti=0;i<5000;i++){ sum=sum+i; } System.out.println("Callable子线程计算结束！"); returnsum; } }
Callable执行测试类如下：
packagecom.zejian.Executor;
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
importjava.util.concurrent.Future;
/**
*@authorzejian
*@time2016年3月15日下午2:05:43
*@decritioncallable执行测试类
*/
publicclassCallableTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//创建线程池
ExecutorServicees=Executors.newSingleThreadExecutor();
//创建Callable对象任务
CallableDemocalTask=newCallableDemo();
//提交任务并获取执行结果
Futurefuture=es.submit(calTask);
//关闭线程池
es.shutdown();
try{
Thread.sleep(2000);
System.out.println("主线程在执行其他任务");
if(future.get()!=null){
//输出获取到的结果
System.out.println("future.get()-->"+future.get());
}else{
//输出获取到的结果
System.out.println("future.get()未获取到结果");
}
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程在执行完成");
}
}
执行结果：
Callable子线程开始计算啦！
主线程在执行其他任务
Callable子线程计算结束！
future.get()-->12497500
主线程在执行完成
4.2使用Callable+FutureTask获取执行结果
packagecom.zejian.Executor;
importjava.util.concurrent.ExecutorService;
importjava.util.concurrent.Executors;
importjava.util.concurrent.Future;
importjava.util.concurrent.FutureTask;
/**
*@authorzejian
*@time2016年3月15日下午2:05:43
*@decritioncallable执行测试类
*/
publicclassCallableTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
////创建线程池
//ExecutorServicees=Executors.newSingleThreadExecutor();
////创建Callable对象任务
//CallableDemocalTask=newCallableDemo();
////提交任务并获取执行结果
//Futurefuture=es.submit(calTask);
////关闭线程池
//es.shutdown();
//创建线程池
ExecutorServicees=Executors.newSingleThreadExecutor();
//创建Callable对象任务
CallableDemocalTask=newCallableDemo();
//创建FutureTask
FutureTaskfutureTask=newFutureTask<>(calTask);
//执行任务
es.submit(futureTask);
//关闭线程池
es.shutdown();
try{
Thread.sleep(2000);
System.out.println("主线程在执行其他任务");
if(futureTask.get()!=null){
//输出获取到的结果
System.out.println("futureTask.get()-->"+futureTask.get());
}else{
//输出获取到的结果
System.out.println("futureTask.get()未获取到结果");
}
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程在执行完成");
}
}
执行结果：
Callable子线程开始计算啦！
主线程在执行其他任务
Callable子线程计算结束！
futureTask.get()-->12497500
主线程在执行完成
以上这篇java多线程之Future和FutureTask使用实例就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持毛票票。
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