Runnable、Callable、Future、FutureTask

Callable和Runnable

Diagram

Runnable

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

Callable

@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
    /**
     * Computes 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。

Future

Future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务返回结果。

Future提供了三种功能：

1. 判断任务是否完成；
2. 中断任务；
3. 能够获取任务执行结果。

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

    boolean isCancelled();

    boolean isDone();

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

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

• 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mayInterruptIfRunning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。
• sDone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。

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。

FutureTask

FutureTask实现了RunnableFuture接口，而RunnableFuture接口实现了Runnable和Future接口。

所以FutureTask既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值。

构造器

public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    this.callable = callable;
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
    this.callable = Executors.callable(runnable, result);
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

使用实例

Callable+Future获取结果

Future一般通过ExecutorService.submit得到

import java.util.concurrent.*;

public class FutureDemo {
    private static Callable<Integer> getCallable() {
        return new Callable<Integer>() {
            @Override
            public Integer call() throws Exception {
                System.out.println(Thread.currentThread().getId() + "正在计算");
                Thread.sleep(1000);
                int res = 0;
                for (int i = 0; i < 100; ++i) {
                    res += i;
                }
                return res;
            }
        };
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        ExecutorService executorService = new ThreadPoolExecutor(4, 4, 0L, TimeUnit.SECONDS,
                new SynchronousQueue<>());
        Callable<Integer> callable = FutureDemo.getCallable();
        Future<Integer> future = executorService.submit(callable);
        executorService.shutdown();
        System.out.println(future.get());
    }
}

FutureTask+Callable获取结果

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class FutureTaskDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        Callable<Integer> callable = FutureDemo.getCallable();
        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callable);
        new Thread(futureTask).start();
        System.out.println(futureTask.get());
    }
}

如果为了可取消性而使用Future但又不提供可用的结果，则可以声明Future形式类型、并返回null作为底层任务的结果。

参考

• Java并发编程：Callable、Future和FutureTask