(十八)java多线程之Callable Future

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引言

前面我们讲了那么多有关线程的知识.不知道读者有没有想过这么一个问题,如果有这么一个比较耗时的任务,必须使用线程来执行,但是在这个任务执行完之后,我需要得到这个线程的返回值.以目前我们学到的知识,具体实现,我这里不说,大家自行发挥.除此之外,如果线程发生了非运行时异常,我们在主线程就会收到一堆错误信息.还有我们也无法判断任务是否执行完成,有些人会说用Thread1.isAlive()就可以判断任务是否执行完成.这是错的,因为isAlive只是判断线程是否存活,而无法判断任务是否完成,两者是不一样的概念.如果有没有不明白的,请考虑使用线程池ThreadPoolExecutor的情况.
以上说了那么多,其实就是为了引入今天要讲的Callable,Future,FutureTask.ok,让我们看一下这些类是干什么的.

理论

*Callable 可以说是 Runnable的升级版本,既有抛出错误也有返回类型.
*Future 是执行异步任务后的返回值,这个接口包括一下几个方法
* cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 取消任务,如果mayInterruptIfRunning为true,即使该任务在运行也可以被中断.否则在运行中的任务不能被取消.
* isCancelled判断任务是否被取消
* isDone 判断任务是否完成
* get 获取任务的返回值,如果任务有异常,则在调用这个方法的时候被抛出
* get(long timeout, TimeUnit unit) 在指定时间内等待获取任务的返回值,如果任务有异常,则在调用这个方法的时候被抛出
FutureTask 是Runnable和Future的子类

例子1 获取异步任务的返回值 Runnable 版本

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main start");
        FutureTask task = new FutureTask(() -> System.out.println("执行子任务"), "hello");
        new Thread(task).start();
        while (task.isDone());
        System.out.println("任务返回结果:" + task.get());
        System.out.println("main end");
    }
}

运行结果

main start
执行子任务
任务返回结果:hello
main end

public FutureTask(Runnable runnable, V result) 这个比较适合固定任务返回固定值的情况,如果返回的值需要进过计算,所以有多个情况,则不适合使用这个构造.

例子1 获取异步任务的返回值 Callable 版本

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main start");
        FutureTask task = new FutureTask(() -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 1; i <= 100; i++){
                sum += i;
            }
            return sum;
        });
        new Thread(task).start();
        while (task.isDone());
        System.out.println("任务返回结果:" + task.get());
        System.out.println("main end");
    }
}

返回结果

main start
任务返回结果:5050
main end

例子3 测试运行时异常情况

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main start");
        FutureTask task = new FutureTask(() -> {
            System.out.println("正在执行子任务");
            int i = 1 / 0;
            return 0;
        });
        new Thread(task).start();
        while (task.isDone());
        System.out.println("任务返回结果:" + task.get());
        System.out.println("main end");
    }
}

运行结果:

main start
正在执行子任务
Exception in thread "main" java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.ArithmeticException: / by zero
at java.util.concurrent.FutureTask.report(FutureTask.java:122)
at java.util.concurrent.FutureTask.get(FutureTask.java:192)
at com.kco.test18.demo.Demo3.main(Demo3.java:19)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:497)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:140)
Caused by: java.lang.ArithmeticException: / by zero
at com.kco.test18.demo.Demo3.lambda$main$0(Demo3.java:14)
at com.kco.test18.demo.Demo3$$Lambda$1/27095111.call(Unknown Source)
at java.util.concurrent.FutureTask.run(FutureTask.java:266)
at java.lang.Thread.run(Thread.java:745)

需要注意的是,这是抛出的异常是在调用task.get()才抛出的,如果把task.get()注释掉,是不会抛出异常的.所以我们就可以对异常做一下自定义处理.比如写到日志中.

例子4 取消正在执行的任务

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        System.out.println("main start");
        FutureTask task = new FutureTask(() -> {
            System.out.println("start 正在执行子任务");
            Thread.sleep(500);
            System.out.println("end 执行子任务");
            return 0;
        });
        new Thread(task).start();
        Thread.sleep(250);
        task.cancel(true);
        System.out.println("main end");
    }
}

运行结果

main start
start 正在执行子任务
main end

发现子任务确实运行运行了一般,然后被取消了.

补充

上一篇讲到了ThreadPoolExecutor,我们在执行任务的时候只使用了execute,这个是没有返回值的.而且如果任务抛出异常,则会直接在主线程打印出错误堆栈的.其实ThreadPoolExecutor还有另外一个提交任务的方法,就是submit(Runnable task, T result)和submit(Callable<T> task),使用的就是我们这章节所讲的内容.大家可以自行写例子测试这两个方法.

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