Java多線程系列--「JUC線程池」06之 Callable和Future

 

概要

本章介紹線程池中的Callable和Future。
Callable 和 Future 簡介
示例和源碼分析(基於JDK1.7.0_40)

轉載請註明出處：http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3544116.html

 

Callable 和 Future 簡介

　　Callable 和 Future 是比較有趣的一對組合。當咱們須要獲取線程的執行結果時，就須要用到它們。Callable用於產生結果，Future用於獲取結果。

1. Callable

Callable 是一個接口，它只包含一個call()方法。Callable是一個返回結果而且可能拋出異常的任務。

爲了便於理解，咱們能夠將Callable比做一個Runnable接口，而Callable的call()方法則相似於Runnable的run()方法。

Callable的源碼以下：

public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

說明：從中咱們能夠看出Callable支持泛型。

 

2. Future

Future 是一個接口。它用於表示異步計算的結果。提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並獲取計算的結果。

Future的源碼以下：

public interface Future<V> {
    // 試圖取消對此任務的執行。
    boolean     cancel(boolean mayInterruptIfRunning)

    // 若是在任務正常完成前將其取消，則返回 true。
    boolean     isCancelled()

    // 若是任務已完成，則返回 true。
    boolean     isDone()

    // 若有必要，等待計算完成，而後獲取其結果。
    V           get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    // 若有必要，最多等待爲使計算完成所給定的時間以後，獲取其結果（若是結果可用）。
    V             get(long timeout, TimeUnit unit)
          throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

說明： Future用於表示異步計算的結果。它的實現類是FutureTask，在講解FutureTask以前，咱們先看看Callable, Future, FutureTask它們之間的關係圖，以下：

說明：
(01) RunnableFuture是一個接口，它繼承了Runnable和Future這兩個接口。RunnableFuture的源碼以下：

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

(02) FutureTask實現了RunnableFuture接口。因此，咱們也說它實現了Future接口。

 

示例和源碼分析(基於JDK1.7.0_40)

咱們先經過一個示例看看Callable和Future的基本用法，而後再分析示例的實現原理。

 1 import java.util.concurrent.Callable;
 2 import java.util.concurrent.Future;
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 5 import java.util.concurrent.ExecutionException;
 6 
 7 class MyCallable implements Callable {
 8 
 9     @Override 
10     public Integer call() throws Exception {
11         int sum    = 0;
12         // 執行任務
13         for (int i=0; i<100; i++)
14             sum += i;
15         //return sum; 
16         return Integer.valueOf(sum);
17     } 
18 }
19 
20 public class CallableTest1 {
21 
22     public static void main(String[] args) 
23         throws ExecutionException, InterruptedException{
24         //建立一個線程池
25         ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();
26         //建立有返回值的任務
27         Callable c1 = new MyCallable();
28         //執行任務並獲取Future對象 
29         Future f1 = pool.submit(c1);
30         // 輸出結果
31         System.out.println(f1.get()); 
32         //關閉線程池 
33         pool.shutdown(); 
34     }
35 }

運行結果：

4950

結果說明：
　　在主線程main中，經過newSingleThreadExecutor()新建一個線程池。接着建立Callable對象c1，而後再經過pool.submit(c1)將c1提交到線程池中進行處理，而且將返回的結果保存到Future對象f1中。而後，咱們經過f1.get()獲取Callable中保存的結果；最後經過pool.shutdown()關閉線程池。

 

1. submit()

submit()在java/util/concurrent/AbstractExecutorService.java中實現，它的源碼以下：

public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
    if (task == null) throw new NullPointerException();
    // 建立一個RunnableFuture對象
    RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
    // 執行「任務ftask」
    execute(ftask);
    // 返回「ftask」
    return ftask;
}

說明：submit()經過newTaskFor(task)建立了RunnableFuture對象ftask。它的源碼以下：

protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
    return new FutureTask<T>(callable);
}

 

2. FutureTask的構造函數

FutureTask的構造函數以下：

public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    // callable是一個Callable對象
    this.callable = callable;
    // state記錄FutureTask的狀態
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

 

3. FutureTask的run()方法

咱們繼續回到submit()的源碼中。
在newTaskFor()新建一個ftask對象以後，會經過execute(ftask)執行該任務。此時ftask被看成一個Runnable對象進行執行，最終會調用到它的run()方法；ftask的run()方法在java/util/concurrent/FutureTask.java中實現，源碼以下：

public void run() {
    if (state != NEW ||
        !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                     null, Thread.currentThread()))
        return;
    try {
        // 將callable對象賦值給c。
        Callable<V> c = callable;
        if (c != null && state == NEW) {
            V result;
            boolean ran;
            try {
                // 執行Callable的call()方法，並保存結果到result中。
                result = c.call();
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                result = null;
                ran = false;
                setException(ex);
            }
            // 若是運行成功，則將result保存
            if (ran)
                set(result);
        }
    } finally {
        runner = null;
        // 設置「state狀態標記」
        int s = state;
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}

說明：run()中會執行Callable對象的call()方法，而且最終將結果保存到result中，並經過set(result)將result保存。
　　    以後調用FutureTask的get()方法，返回的就是經過set(result)保存的值。

 

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3. Java多線程系列--「JUC線程池」04之 線程池原理(三)

4. Java多線程系列--「JUC線程池」05之 線程池原理(四)

5. Java多線程系列--「JUC線程池」01之 線程池架構

6. Java多線程系列目錄(共xx篇)