Java程序员必须掌握的线程知识.docx

1、Java程序员必须掌握的线程知识Java程序员必须掌握的线程知识Callable和FutureCallable和Future出现的原因创建线程的2种方式，一种是直接继承Thread，另外一种就是实现Runnable接口。这2种方式都有一个缺陷就是：在执行完任务之后无法获取执行结果。如果需要获取执行结果，就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果，这样使用起来就比较麻烦。而自从Java 1.5开始，就提供了Callable和Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。Callable和Future介绍Callable接口代表一段可以调用并返回结果的代码;Future接口

2、表示异步任务，是还没有完成的任务给出的未来结果。所以说Callable用于产生结果，Future用于获取结果。Callable接口使用泛型去定义它的返回类型。Executors类提供了一些有用的方法在线程池中执行Callable内的任务。由于Callable任务是并行的（并行就是整体看上去是并行的，其实在某个时间点只有一个线程在执行），我们必须等待它返回的结果。java.util.concurrent.Future对象为我们解决了这个问题。在线程池提交Callable任务后返回了一个Future对象，使用它可以知道Callable任务的状态和得到Callable返回的执行结果。Future提供

3、了get()方法让我们可以等待Callable结束并获取它的执行结果。Callable与Runnablejava.lang.Runnable吧，它是一个接口，在它里面只声明了一个run()方法：public interface Runnable public abstract void run();由于run()方法返回值为void类型，所以在执行完任务之后无法返回任何结果。Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一个接口，在它里面也只声明了一个方法，只不过这个方法叫做call()：public interface Callable /* * Computes

4、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;可以看到，这是一个泛型接口，call()函数返回的类型就是传递进来的V类型。那么怎么使用Callable呢？一般情况下是配合ExecutorService来使用的，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本： Future submit(Callab

5、le task); Future submit(Runnable task, T result);Future submit(Runnable task);第一个submit方法里面的参数类型就是Callable。暂时只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合来使用的，具体的使用方法讲在后面讲述。一般情况下我们使用第一个submit方法和第三个submit方法，第二个submit方法很少使用。FutureFuture就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任

6、务返回结果。Future类位于java.util.concurrent包下，它是一个接口：public interface Future boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); boolean isCancelled(); boolean isDone(); V get() throws InterruptedException, ExecutionException; V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, Ti

7、meoutException;在Future接口中声明了5个方法，下面依次解释每个方法的作用：cancel方法用来取消任务，如果取消任务成功则返回true，如果取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，此方法肯定返回false，即如果取消已经完成的任务会返回false；如果任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayI

8、nterruptIfRunning设置为false，则返回false；如果任务还没有执行，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，肯定返回true。isCancelled方法表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true。isDone方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true；get()方法用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到任务执行完毕才返回；get(long timeout, TimeUnit unit)用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null。也就是说Future提供了三种功能

9、：1）判断任务是否完成；2）能够中断任务；3）能够获取任务执行结果。因为Future只是一个接口，所以是无法直接用来创建对象使用的，因此就有了下面的FutureTask。FutureTaskFutureTask实现了RunnableFuture接口，这个接口的定义如下：public interface RunnableFuture extends Runnable, Future void run(); 可以看到这个接口实现了Runnable和Future接口，接口中的具体实现由FutureTask来实现。这个类的两个构造方法如下 ：public FutureTask(Callable cal

10、lable) if (callable = null) throw new NullPointerException(); sync = new Sync(callable); public FutureTask(Runnable runnable, V result) sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result); 如上提供了两个构造函数，一个以Callable为参数，另外一个以Runnable为参数。这些类之间的关联对于任务建模的办法非常灵活，允许你基于FutureTask的Runnable特性（因为它实现了Runnable接口）

11、，把任务写成Callable，然后封装进一个由执行者调度并在必要时可以取消的FutureTask。FutureTask可以由执行者调度，这一点很关键。它对外提供的方法基本上就是Future和Runnable接口的组合：get()、cancel、isDone()、isCancelled()和run()，而run()方法通常都是由执行者调用，我们基本上不需要直接调用它。一个FutureTask的例子public class MyCallable implements Callable private long waitTime; public MyCallable(int timeInMillis

12、) this.waitTime=timeInMillis; Override public String call() throws Exception Thread.sleep(waitTime); /return the thread name executing this callable task return Thread.currentThread().getName(); public class FutureTaskExample public static void main(String args) MyCallable callable1 = new MyCallable

13、(1000); / 要执行的任务 MyCallable callable2 = new MyCallable(2000); FutureTask futureTask1 = new FutureTask(callable1);/ 将Callable写的任务封装到一个由执行者调度的FutureTask对象 FutureTask futureTask2 = new FutureTask(callable2); ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2); / 创建线程池并返回ExecutorService实例 executo

14、r.execute(futureTask1); / 执行任务 executor.execute(futureTask2); while (true) try if(futureTask1.isDone() & futureTask2.isDone()/ 两个任务都完成 System.out.println(Done); executor.shutdown(); / 关闭线程池和服务 return; if(!futureTask1.isDone() / 任务1没有完成，会等待，直到任务完成 System.out.println(FutureTask1 output=+futureTask1.ge

15、t(); System.out.println(Waiting for FutureTask2 to complete); String s = futureTask2.get(200L, TimeUnit.MILLISECONDS); if(s !=null) System.out.println(FutureTask2 output=+s); catch (InterruptedException | ExecutionException e) e.printStackTrace(); catch(TimeoutException e) /do nothing 运行如上程序后，可以看到一段时间内没有输出，因为get()方法等待任务执行完成然后才输出内容.输出结果如下：FutureTask1 output=pool-1-thread-1Waiting for FutureTask2 to completeWaiting for FutureTask2 to completeWaiting for FutureTask2 to completeWaiting for FutureTask2 to completeWaiting for FutureTask2 to completeFutureTask2 output=pool-1-thread-2Done