Callable接口及Futrue接口详解

Callable接口

有两种创建线程的方法-一种是通过创建Thread类，另一种是通过使用Runnable创建线程。但是，Runnable缺少的一项功能是，当线程终止时（即run（）完成时），我们无法使线程返回结果。为了支持此功能，Java中提供了Callable接口。

为了实现Runnable，需要实现不返回任何内容的run（）方法，而对于Callable，需要实现在完成时返回结果的call（）方法。请注意，不能使用Callable创建线程，只能使用Runnable创建线程。
另一个区别是call（）方法可以引发异常，而run（）则不能。
为实现Callable而必须重写call方法。

// Java program to illustrate Callable
// to return a random number
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask; class CallableExample implements Callable
{ public Object call() throws Exception { // Create random number generator Random generator = new Random(); Integer randomNumber = generator.nextInt(5); // To simulate a heavy computation, // we delay the thread for some random time Thread.sleep(randomNumber * 1000); return randomNumber; }
}

Futrue接口

当call（）方法完成时，结果必须存储在主线程已知的对象中，以便主线程可以知道该线程返回的结果。为此，可以使用Future对象。将Future视为保存结果的对象–它可能暂时不保存结果，但将来会保存（一旦Callable返回）。因此，Future基本上是主线程可以跟踪进度以及其他线程的结果的一种方式。要实现此接口，必须重写5种方法，但是由于下面的示例使用了库中的具体实现，因此这里仅列出了重要的方法。

public boolean cancel（boolean mayInterrupt）：用于停止任务。如果尚未启动，它将停止任务。如果已启动，则仅在mayInterrupt为true时才会中断任务。
public Object get（）抛出InterruptedException，ExecutionException：用于获取任务的结果。如果任务完成，它将立即返回结果，否则将等待任务完成，然后返回结果。
public boolean isDone（）：如果任务完成，则返回true，否则返回false

可以看到Callable和Future做两件事-Callable与Runnable类似，因为它封装了要在另一个线程上运行的任务，而Future用于存储从另一个线程获得的结果。实际上，future也可以与Runnable一起使用。

要创建线程，需要Runnable。为了获得结果，需要future。

Java库具有具体的FutureTask类型，该类型实现Runnable和Future，并方便地将两种功能组合在一起。
可以通过为其构造函数提供Callable来创建FutureTask。然后，将FutureTask对象提供给Thread的构造函数以创建Thread对象。因此，间接地使用Callable创建线程。

1.使用Callable和Future的完整示例

package com.example.thread.callable;import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.*;/*** @author: GuanBin* @date: Created in 下午11:19 2019/10/31*/
public class TestCallable implements Callable<Object> {private int taskNum;public TestCallable(int taskNum) {this.taskNum = taskNum;}//1，2主要区别是创建线程的方式public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {test1();test2();}/*** 使用Executors.newFixedThreadPool创建线程池* @throws InterruptedException* @throws ExecutionException*/private static void test1() throws InterruptedException, ExecutionException {System.out.println("----程序开始运行----");Date date1 = new Date();int taskSize=5;ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(taskSize);List<Future> list = new ArrayList<Future>();for (int i = 0; i < taskSize; i++) {Callable c = new TestCallable(i);// 执行任务并获取Future对象Future f = pool.submit(c);list.add(f);}// 关闭线程池pool.shutdown();// 获取所有并发任务的运行结果for (Future f : list) {// 从Future对象上获取任务的返回值，并输出到控制台System.out.println(">>>" + f.get().toString()); //OPTION + return 抛异常}Date date2 = new Date();System.out.println("----程序结束运行----，程序运行时间【" + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");}/*** 线程直接使用new Thread来创建* @throws ExecutionException* @throws InterruptedException*/private static void test2() throws ExecutionException, InterruptedException {System.out.println("----程序开始运行----");Date date1 = new Date();int taskSize=5;FutureTask[] randomNumberTasks = new FutureTask[5];List<Future> list = new ArrayList<Future>();for (int i = 0; i < randomNumberTasks.length; i++) {Callable c = new TestCallable(i);// 执行任务并获取Future对象randomNumberTasks[i]=   new FutureTask(c);Thread t = new Thread(randomNumberTasks[i]);t.start();}// 获取所有并发任务的运行结果for (Future f : randomNumberTasks) {// 从Future对象上获取任务的返回值，并输System.out.println(">>>" + f.get().toString()); //OPTION + return 抛异常}Date date2 = new Date();System.out.println("----程序结束运行----，程序运行时间【" + (date2.getTime() - date1.getTime()) + "毫秒】");}/*** call方法的实现，主要用于执行线程的具体实现，并返回结果* @return* @throws Exception*/@Overridepublic Object call() throws Exception {System.out.println(">>>" + taskNum + "任务启动");Date dateTmp1 = new Date();Thread.sleep(1000);Date dateTmp2 = new Date();long time = dateTmp2.getTime() - dateTmp1.getTime();System.out.println(">>>" + taskNum + "任务终止");return taskNum + "任务返回运行结果,当前任务时间【" + time + "毫秒】";}
}

输出

----程序开始运行----
>>>0任务启动
>>>1任务启动
>>>2任务启动
>>>3任务启动
>>>4任务启动
>>>0任务终止
>>>0任务返回运行结果,当前任务时间【1002毫秒】
>>>1任务终止
>>>2任务终止
>>>4任务终止
>>>1任务返回运行结果,当前任务时间【1005毫秒】
>>>2任务返回运行结果,当前任务时间【1005毫秒】
>>>3任务终止
>>>3任务返回运行结果,当前任务时间【1005毫秒】
>>>4任务返回运行结果,当前任务时间【1005毫秒】
----程序结束运行----，程序运行时间【1007毫秒】Process finished with exit code 0

2.使用Callable和FutureTask的完整示例

// Java program to illustrate Callable and FutureTask
// for random number generation
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask; class CallableExample implements Callable
{ public Object call() throws Exception { Random generator = new Random(); Integer randomNumber = generator.nextInt(5); Thread.sleep(randomNumber * 1000); return randomNumber; } } public class CallableFutureTest
{ public static void main(String[] args) throws Exception { // FutureTask is a concrete class that // implements both Runnable and Future FutureTask[] randomNumberTasks = new FutureTask[5]; for (int i = 0; i < 5; i++) { Callable callable = new CallableExample(); // Create the FutureTask with Callable randomNumberTasks[i] = new FutureTask(callable); // As it implements Runnable, create Thread // with FutureTask Thread t = new Thread(randomNumberTasks[i]); t.start(); } for (int i = 0; i < 5; i++) { // As it implements Future, we can call get() System.out.println(randomNumberTasks[i].get()); // This method blocks till the result is obtained // The get method can throw checked exceptions // like when it is interrupted. This is the reason // for adding the throws clause to main } }
}

启动线程后，与线程的所有交互都使用FutureTask，因为它实现了Future接口。因此，不需要存储Thread对象。使用FutureTask对象，还可以取消任务，检查任务是否完成或尝试获取结果。

3.使用Runnable来获取返回结果的实现

// Java program to illustrate Runnable
// for random number generation
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask; class RunnableExample implements Runnable
{ // Shared object to store result private Object result = null; public void run() { Random generator = new Random(); Integer randomNumber = generator.nextInt(5); // As run cannot throw any Exception try{ Thread.sleep(randomNumber * 1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } // Store the return value in result when done result = randomNumber; // Wake up threads blocked on the get() method synchronized(this) { notifyAll(); } } public synchronized Object get() throws InterruptedException { while (result == null) wait(); return result; }
} // Code is almost same as the previous example with a
// few changes made to use Runnable instead of Callable
public class RunnableTest
{ public static void main(String[] args) throws Exception { RunnableExample[] randomNumberTasks = new RunnableExample[5]; for (int i = 0; i < 5; i++) { randomNumberTasks[i] = new RunnableExample(); Thread t = new Thread(randomNumberTasks[i]); t.start(); } for (int i = 0; i < 5; i++) System.out.println(randomNumberTasks[i].get()); }
}

来源：https://www.cnblogs.com/guanbin-529/p/11784914.html