一文搞懂Runnable、Callable、Future、FutureTask及應用

更新時間：2023年08月21日 09:48:18 作者：趕路人兒

一般創(chuàng)建線程只有兩種方式,一種是繼承Thread,一種是實現(xiàn)Runnable接口,在Java1.5之后就有了Callable、Future,這二種可以提供線程執(zhí)行完的結(jié)果,本文主要介紹了Runnable、Callable、Future、FutureTask及應用,感興趣的可以了解一下

一般創(chuàng)建線程只有兩種方式，一種是繼承Thread，一種是實現(xiàn)Runnable接口。但是這兩種創(chuàng)建方式有一個致命的缺點就是沒有返回值，沒返回值就讓人很苦惱了啊。得用共享變量或者其他通信方式才能得到線程處理完的結(jié)果，就有點麻煩。

還有一般不提倡使用繼承Thread來創(chuàng)建線程方式，因為Java只有單繼承，不能繼承多個。但是Runnable是接口，所以可以讓你的實現(xiàn)類同時實現(xiàn)多個接口。而且之后要上線程池，如果之前你是用Runnable來實現(xiàn)的，那就可以直接傳入Runnable給線程池進行管理了！

在Java1.5之后就有了Callable、Future。這二種可以提供線程執(zhí)行完的結(jié)果！

接下來簡單介紹下Runnable、Callable 、Future、 FutureTask。

Runnable

Runnable 是一個接口，簡單就一個方法，實現(xiàn)run方法，在run方法里面編寫你要執(zhí)行的代碼就行了，但是沒有任務返回接口，并且無法拋出異常。

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

簡單應用

    Runnable runnable =
        new Runnable() {
          @Override
          public void run() {
            System.out.println("2333");
          }
        };
    Thread thread = new Thread(runnable);
    thread.start();

Callable

Callable也是一個接口，很簡單就一個call方法，在call方法里面編寫你要執(zhí)行的代碼就行了，返回的就是執(zhí)行的結(jié)果了。和Runnable 差別就是它有返回的結(jié)果，并且可以拋出異常！一般配合ThreadPoolExecutor使用的。

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

簡單應用,它不能直接配合Thread 使用。

   Callable<String> callable =
        new Callable<String>() {
          @Override
          public String call() throws Exception {
            return "2333";
          }
        };
    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
    Future<String> result = executor.submit(callable);
    System.out.println(result.get());

Future

Future也是一個接口，它可以對具體的Runnable或者Callable任務進行取消、判斷任務是否已取消、查詢?nèi)蝿帐欠裢瓿?、獲取任務結(jié)果。如果是Runnable的話返回的結(jié)果是null(下面會剖析為什么Runnable的任務，F(xiàn)uture還能返回結(jié)果)。接口里面有以下幾個方法。注意兩個get方法都會阻塞當前調(diào)用get的線程，直到返回結(jié)果或者超時才會喚醒當前的線程。

public interface Future<V> {
  boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);  // 取消任務
  boolean isCancelled();  // 判斷任務是否已取消  
  boolean isDone(); // 判斷任務是否已結(jié)束
  V get() throws InterruptedException, ExecutionException;// 獲得任務執(zhí)行結(jié)果
  // 獲得任務執(zhí)行結(jié)果，支持超時
  V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

簡單應用

    Callable<String> callable =
        new Callable<String>() {
          @Override
          public String call() throws Exception {
            return "2333";
          }
        };
    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(1);
    Future<String> result = executor.submit(callable);
    result.cancel(true);
    System.out.println(result.isCancelled());

FutureTask

因為Future只是一個接口，所以是無法直接用來創(chuàng)建對象使用的，因此就有了下面的FutureTask。 FutureTask不是接口了，是個class。它實現(xiàn)了RunnableFuture接口 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> 而RunnableFuture接口又繼承了Runnable和Future public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> 因此它可以作為Runnable被線程執(zhí)行，又可以有Future的那些操作。它的兩個構(gòu)造器如下

FutureTask(Callable<V> callable);
FutureTask(Runnable runnable, V result);

簡單應用

FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(() -> "2333");
Thread T1 = new Thread(futureTask);
T1.start();
String result = futureTask.get();
System.out.println(result);

線程池應用

一般情況我們在用多線程的時候都會上線程池，而且一般我們使用ThreadPoolExecutor來創(chuàng)建線程池，我的上篇文章已經(jīng)講述了ThreadPoolExecutor，這里再補充一下submit用法。

Future<?> submit(Runnable task); // 提交 Runnable 任務
<T> Future<T> submit(Callable<T> task); // 提交 Callable 任務
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result); // 提交 Runnable 任務及結(jié)果引用

也就是說如果我們需要返回任務的執(zhí)行結(jié)果我們就得調(diào)用submit方法而不是execute。 submit也不神秘就是封裝了一下我們的任務再execute

    public Future<?> submit(Runnable task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);  //轉(zhuǎn)成 RunnableFuture，傳的result是null
        execute(ftask);
        return ftask;
    }
    public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);
        execute(ftask);
        return ftask;
    }
    public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
        execute(ftask);
        return ftask;
    }

newTaskFor方法是new了一個FutureTask返回。所以三個方法其實都是把task轉(zhuǎn)成FutureTask，如果task是Callable，就直接賦值。如果是Runnable 就轉(zhuǎn)為Callable再賦值

task是Callable的情況

    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
        return new FutureTask<T>(callable);
    }
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;      
    }

task是Runnable 的情況

   // 按順序看，層層調(diào)用
    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
        return new FutureTask<T>(runnable, value);
    }
    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);  //轉(zhuǎn) runnable 為 callable 
        this.state = NEW; 
    }
   // 以下為Executors中的方法
    public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
        if (task == null)
            throw new NullPointerException();
        return new RunnableAdapter<T>(task, result);
    }
    static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {  //適配器
        final Runnable task;
        final T result;
        RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
            this.task = task;
            this.result = result;
        }
        public T call() {   
            task.run();
            return result;
        }
    }

看了源碼就揭開了神秘面紗了，就是因為Future需要返回結(jié)果，所以內(nèi)部task必須是Callable，如果task是Runnable 我就造個假，偷天換日，在Runnable 外面包個Callable馬甲，返回的結(jié)果在構(gòu)造時就寫好。

如果是調(diào)用Future<?> submit(Runnable task);提交任務，構(gòu)造的時候就直接是RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);直接塞了個null。所以調(diào)用Future.get時，拿到的就是null。所以這樣有什么用呢？就只用能來判斷任務已經(jīng)執(zhí)行完畢，就類似于Thread.join。

這還有個<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);你可能會奇怪這有啥用啊，你傳入一個result，F(xiàn)uture.get的時候返回的不還是這個result嘛。是個沒錯，但是這樣用就行了！

class Task implements Runnable{  //定義task,傳入p
    Person p;
    Task(Person r){  // 通過構(gòu)造函數(shù)傳入 p
      this.p = p;
    }
    void run() {
      r.setSex("男");      // 可以修改p
    }
}
Person p = new Person();
p.setName("小明")；
ExecutorService executor  = Executors.newFixedThreadPool(1);
Future<Result> future = executor.submit(new Task(p), p);  
Person person = future.get();
person.getSex();

這樣就可以得到修改后的結(jié)果了！

總結(jié)

綜上所述，知道了Runnable 和Callable 的區(qū)別，Callable 可以獲得任務結(jié)果和拋出異常，Runnable 沒結(jié)果沒異常拋出。

Future可以很容易的獲得異步執(zhí)行的結(jié)果，并且對任務進行一些操控。并且get等待結(jié)果時會阻塞，所以當任務之間有依賴關(guān)系的時候，一個任務依賴另一個任務的結(jié)果，可以用Future的get來等待依賴的任務完成的結(jié)果。

FutureTask 就是具體的實現(xiàn)類，有Runnable 的特性又有Future的特性，內(nèi)部包的是Callable ，當然也有接受Runnable 的構(gòu)造器，只是會偷偷把Runnable 轉(zhuǎn)成Callable 來實現(xiàn)能返回結(jié)果的方法。

到此這篇關(guān)于一文搞懂Runnable、Callable、Future、FutureTask及應用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Runnable Callable Future FutureTask內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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