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Java多線程中的Callable和Future詳解

 更新時(shí)間：2023年08月26日 09:59:07   作者：weixin_34274029  
這篇文章主要介紹了Java多線程中的Callable和Future詳解,創(chuàng)建線程的兩種方式,一種是直接繼承Thread,另外一種就是實(shí)現(xiàn)Runnable接口,本文提供了部分代碼,需要的朋友可以參考下

前言

創(chuàng)建線程的兩種方式，一種是直接繼承Thread，另外一種就是實(shí)現(xiàn)Runnable接口。

這兩種方式都有一個(gè)缺陷就是：在執(zhí)行完任務(wù)之后無法獲取執(zhí)行結(jié)果。

如果需要獲取執(zhí)行結(jié)果，就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達(dá)到效果，這樣使用起來就比較麻煩。

而自從Java 1.5開始，就提供了Callable和Future，通過它們可以在任務(wù)執(zhí)行完畢之后得到任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。

一、Runnable接口

先看一下java.lang.Runnable吧，它是一個(gè)接口，在它里面只聲明了一個(gè)run()方法：

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

由于run()方法返回值為void類型，所以在執(zhí)行完任務(wù)之后無法返回任何結(jié)果。

二、Callable接口

Callable接口位于java.util.concurrent包下，在它里面也只聲明了一個(gè)方法，只不過這個(gè)方法叫做call()。

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

可以看到，這是一個(gè)泛型接口，call()函數(shù)返回的類型就是傳遞進(jìn)來的V類型。

Callable接口可以看作是Runnable接口的補(bǔ)充，call方法帶有返回值，并且可以拋出異常。

三、FutureTask類

如何獲取Callable的返回結(jié)果呢？一般是通過FutureTask這個(gè)中間媒介來實(shí)現(xiàn)的。

整體的流程是這樣的：把Callable實(shí)例當(dāng)作參數(shù)，生成一個(gè)FutureTask的對象，然后把這個(gè)對象當(dāng)作一個(gè)Runnable，作為參數(shù)另起線程。

3.1 FutureTask的結(jié)構(gòu)

lingpaitong.png

3.2 FutureTask的啟動(dòng)

由于FutureTask實(shí)現(xiàn)了Runnable，因此它既可以通過Thread包裝來直接執(zhí)行，也可以提交給ExecuteService來執(zhí)行。

下面以Thread包裝線程方式啟動(dòng)來說明一下。

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Callable<Integer> call = new Callable<Integer>() {
            public Integer call() throws Exception {
            System.out.println("計(jì)算線程正在計(jì)算結(jié)果...");
            Thread.sleep(3000);
            return 1;
        }
    };
    FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(call);
    Thread thread = new Thread(task);
    thread.start();
    System.out.println("main線程干點(diǎn)別的...");
    Integer result = task.get();
    System.out.println("從計(jì)算線程拿到的結(jié)果為：" + result);
    }
}

四、Future接口

FutureTask繼承體系中的核心接口是Future。

Future的核心思想是：一個(gè)方法，計(jì)算過程可能非常耗時(shí)，等待方法返回，顯然不明智。可以在調(diào)用方法的時(shí)候，立馬返回一個(gè)Future，可以通過Future這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去控制方法f的計(jì)算過程。

這里的控制包括：

  • get方法：獲取計(jì)算結(jié)果（如果還沒計(jì)算完，也是必須等待的）
  • cancel方法：還沒計(jì)算完，可以取消計(jì)算過程
  • isDone方法：判斷是否計(jì)算完
  • isCancelled方法：判斷計(jì)算是否被取消

補(bǔ)充：同樣是獲取線程的計(jì)算結(jié)果，Java則顯得很繁瑣，而C語言的實(shí)現(xiàn)則簡單的多。

看下面的例子

假設(shè)有兩個(gè)函數(shù)：

void * dose_do(void * a) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        sleep(1);
             puts("does_do");
           }
        return NULL;
        }
void * dose_not(void * a) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        sleep(1);
        puts("does_not");
    }
    return NULL;
}

這兩個(gè)函數(shù)都返回了void指針，因?yàn)関oid指針可以指向存儲(chǔ)器中任何數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)，線程函數(shù)的返回類必須是void *。

1、創(chuàng)建線程

創(chuàng)建線程可以使用多種線程庫，在此我們使用最流行的一種：POSIX線程庫，也叫pthread。

必須包含#include <pthread.h>頭文件。

我們使用pthread_create() 函數(shù)創(chuàng)建并運(yùn)行一個(gè)線程，而且每個(gè)線程都需要把線程信息保存在一個(gè)pthread_t類型的數(shù)據(jù)中。

// 線程對象
pthread_t t0;
pthread_t t1;
if (pthread_create(&t0, NULL, dose_not, NULL) == -1) {
error("無法創(chuàng)建線程t0");
}
if (pthread_create(&t1, NULL, dose_do, NULL) == -1) {
error("無法創(chuàng)建線程t1");
}

2、獲取線程返回值

上邊的兩個(gè)函數(shù)將會(huì)獨(dú)立的在線程中運(yùn)行直到結(jié)束，但是我們需要知道這兩個(gè)函數(shù)什么時(shí)候結(jié)束。可以使用pthread_join()函數(shù)等待函數(shù)結(jié)束，它會(huì)接受線程函數(shù)的返回值，并保存在一個(gè)void *類型的數(shù)據(jù)中。那么這個(gè)函數(shù)是如何得知線程結(jié)束的呢？當(dāng)?shù)玫骄€程函數(shù)的返回值的時(shí)候，就表明線程函數(shù)結(jié)束了。這也是為什么線程函數(shù)必須要有返回值的原因。

void *result;
if (pthread_join(t0, &result) == -1) {
error("無法回收線程t0");
}
if (pthread_join(t1, &result) == -1) {
error("無法回收線程t1");
}

我們來看全部代碼：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
// 錯(cuò)誤處理函數(shù)
void error(char *msg) {
    fprintf(stderr, "Error: %s %s", msg, strerror(errno));
    exit(1);
}
void * dose_not(void * a) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
    sleep(1);
    puts("does_not");
}
return NULL;
}
void * dose_do(void * a) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
    sleep(1);
    puts("does_do");
}
return NULL;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
// 線程對象
pthread_t t0;
pthread_t t1;
if (pthread_create(&t0, NULL, dose_not, NULL) == -1) {
    error("無法創(chuàng)建線程t0");
}
if (pthread_create(&t1, NULL, dose_do, NULL) == -1) {
    error("無法創(chuàng)建線程t1");
}
void *result;
    if (pthread_join(t0, &result) == -1) {
     error("無法回收線程t0");
}   
    if (pthread_join(t1, &result) == -1) {
     error("無法回收線程t1");
}
return 0;
}

到此這篇關(guān)于Java多線程中的Callable和Future詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java多線程Callable和Future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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