多线程——Future和Callable

在并发编程中，我们经常用到非阻塞的模型，在之前的多线程的三种实现中，不管是继承Thread类还是实现Runnable接口，都无法保证获取到之前的执行结果。但是通过实现Callable接口，并用Future可以来接收多线程执行结果。

英文含义：
callable 可收回的
future 未来
Executor [ɪɡˈzekjətər] (一哥在kei特) 执行器

Future表示一个可能还没有完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加callable以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。

线程池提交实现Callable接口的线程会返回一个Future对象。

Java并发编程：Callable、Future和FutureTask

1. Callable和Runnable

Runnable是一个接口，它里面只声明了一个run方法。

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

但是run()方法返回值是void类型，所以在执行任务之后无法返回任何结果。

而Callable位于java.util.concurrent(并发包)包下，他也是一个接口，它里面也只声明了一个方法。

public interface Callable {
    /**
     * 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;
}

并且，这个接口是一个泛型接口，call方法返回类型就是传递进来的类型。

2. Future

一般情况下，Callable配合ExecutorSevice来使用，获取到的返回值就是Future类型

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

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，get方法会阻塞直到任务的完成。

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, TimeoutException;
}

• cancel(mayInterruptIfRunning) 取消正在运行时的线程。需要注意的时，本质上是依赖线程进程中的(sleep，wait，join-->本质上均是NEW状态)的interrupt方法抛出异常来进行线程的中断的。详情请参考 FutureTask的cancel方法真的能终止正在运行的线程吗？

• isCanselled方法表示任务是否被取消成功，如果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，还未获取到结果，就直接返回null。

Future提供了三种功能：

1. 判断任务是否完成；
2. 能够中断任务；
3. 能够获取到任务执行结果；

3. FutureTask

Future继承关系类图.png

Future同时实现了runnable接口和Future接口。故它既可以作为Runnable接口被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值。

1. FutureTask的参数：Callable

    @Test
    public void testTask() throws InterruptedException, ExecutionException {

        ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
        //线程池提交任务
        FutureTask futureTask = new FutureTask(() -> {
            System.out.println("子线程在进行计算");
            Thread.sleep(3000);
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < 100; i++)
                sum += i;
            return sum;
        });
        //因为FutureTask实现了Runnable接口，故可以使用Thread启用
        Thread thread=new Thread(futureTask);
        thread.start();
        //也可以使用线程池的方式使用
        executorService.submit(futureTask);
        executorService.shutdown();  //关闭线程池

        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("task运行结果"+futureTask.get());
        System.out.println("所有任务执行完毕");
    }
}

如果为了取消性而使用Future但又不提供可用的结果，则可以声明Future形式参数，并返回null作为底层任务结果~