在Java中使用Callable、Future進行并行編程

kgbook 發布于2019-08-16 10:55 / 2242人閱讀

摘要：使用進行并行編程在中進行并行編程最常用的方式是繼承類或者實現接口。從開始提供了和兩個接口，通過使用它們可以在任務執行完畢后得到執行結果。

使用Callable、Future進行并行編程

在Java中進行并行編程最常用的方式是繼承Thread類或者實現Runnable接口。這兩種方式的缺點是在任務完成后無法直接獲取執行結果，必須通過共享變量或線程間通信，使用起來很不方便。
從Java 1.5開始提供了Callable和Future兩個接口，通過使用它們可以在任務執行完畢后得到執行結果。
下面我們來學習下如何使用Callable、Future和FutureTask。

Callable接口

Callable接口位于java.util.concurrent包，這是一個泛型接口，里面只聲明了一個call()方法：

public interface Callable {
    T call() throws Exception;
}

一般配合ExecutorService接口來使用它，在ExecutorService接口中聲明了幾個重載的submit方法：

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

第一個submit方法里面的參數類型就是Callable，另外兩個本文暫時不涉及。

Future和FutureTask

Future接口的實現類可以對Runnable或者Callable的任務執行取消、查詢、獲取結果的操作。
Future接口也位于java.util.concurrent包下：

public interface Future {
    /**
    *取消任務
    *@param mayInterruptIfRunning
    *是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務，如果設置true，則表示可以取消正在執行過程中的任務
    *如果任務正在執行，則返回true
    *如果任務還沒有執行，則無論mayInterruptIfRunning為true還是false，返回true
    *如果任務已經完成，則無論mayInterruptIfRunning為true還是false，返回false
    */
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    /**
    *任務是否被取消成功，如果在任務正常完成前被取消成功，則返回 true
    */
    boolean isCancelled();
    /**
    *任務是否完成
    */
    boolean isDone();
    /**
    *通過阻塞獲取執行結果
    */
    T get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    /**
    *通過阻塞獲取執行結果。如果在指定的時間內沒有返回，則返回null
    */
    T get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

總結下來Future提供了三種功能：

判斷任務是否完成

能夠中斷任務

能夠獲取任務執行的結果

JDK中為我們提供了一個Future接口的實現類FutureTask，它有如下兩個構造函數。

public FutureTask(Callable callable) {
}
public FutureTask(Runnable runnable, T result) {
}

示例代碼

使用Callable、Future

import java.util.concurrent.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        Future future = executorService.submit(task);
        executorService.shutdown();
        
        System.out.println("主線程在執行任務...");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch(InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
         
        try {
            System.out.println("task運行結果:"+future.get());
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }  
        System.out.println("所有任務執行完畢");
    }
}
class Task implements Callable{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("子線程在執行任務...");
        //模擬任務耗時
        Thread.sleep(5000);
        return 1000;
    }
}

執行結果：

子線程在執行任務...
主線程在執行任務...
task運行結果:1000
所有任務執行完畢

使用Callable、FutureTask

import java.util.concurrent.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
        Task task = new Task();
        FutureTask futureTask = new FutureTask(task);
        executorService.submit(futureTask);
        executorService.shutdown();
        
        System.out.println("主線程在執行任務...");
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
         
        try {
            System.out.println("task運行結果:"+futureTask.get());
        } catch (InterruptedException ex) {
            ex.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
         
        System.out.println("所有任務執行完畢");
    }
}
class Task implements Callable{
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("子線程在執行任務...");
        //模擬任務耗時
        Thread.sleep(5000);
        return 1000;
    }
}

執行結果：

子線程在執行任務...
主線程在執行任務...
task運行結果:1000
所有任務執行完畢

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