Java Callable Future完全指南：实例详解与最佳实践

2 年 ago
清, 宇
2 minutes

在多线程编程中，Java的Callable和Future被广泛使用。在之前的文章中，我们已经学习了许多关于Java线程的知识，但有时我们希望线程能够返回一些我们可以使用的值。Java 5引入了并发包中的java.util.concurrent.Callable接口，它类似于Runnable接口，但它可以返回任意对象并且能够抛出异常。

Java Callable接口

Java的Callable接口使用泛型来定义返回对象的类型。Executors类提供了在线程池中执行Java Callable的有用方法。由于Callable任务是并行运行的，所以我们必须等待返回的对象。

Java Future接口

Java的Callable任务返回java.util.concurrent.Future对象。使用Java Future对象，我们可以了解Callable任务的状态并获取返回的对象。它提供了get()方法，可以等待Callable任务完成，然后返回结果。Java Future提供了cancel()方法来取消关联的Callable任务。get()方法有一个重载版本，我们可以指定等待结果的时间，这对于避免当前线程长时间被阻塞很有用。还有isDone()和isCancelled()方法，用于了解关联的Callable任务的当前状态。这是一个简单的Java Callable任务的例子，在一秒钟后返回执行任务的线程名称。我们使用Executor框架并行执行100个任务，并使用Java Future获取提交任务的结果。

package com.Olivia.threads;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

public class MyCallable implements Callable<String> {

    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(1000);
        //返回执行此可调用任务的线程名称
        return Thread.currentThread().getName();
    }
    
    public static void main(String args[]){
        //从Executors工具类获取ExecutorService，线程池大小为10
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
        //创建一个列表来保存与Callable关联的Future对象
        List<Future<String>> list = new ArrayList<Future<String>>();
        //创建MyCallable实例
        Callable<String> callable = new MyCallable();
        for(int i=0; i< 100; i++){
            //提交Callable任务由线程池执行
            Future<String> future = executor.submit(callable);
            //将Future添加到列表中，我们可以使用Future获取返回值
            list.add(future);
        }
        for(Future<String> fut : list){
            try {
                //打印Future的返回值，注意控制台输出的延迟
                //因为Future.get()会等待任务完成
                System.out.println(new Date()+ "::"+fut.get());
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        //现在关闭执行器服务
        executor.shutdown();
    }

}

当我们执行上述程序时，你会注意到输出有延迟，因为Java的Future get()方法会等待Java Callable任务完成。同时还要注意，只有10个线程在执行这些任务。以下是上述程序的部分输出示例：

Mon Dec 31 20:40:15 PST 2012::pool-1-thread-1
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-2
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-3
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-4
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-5
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-6
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-7
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-8
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-9
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-10
Mon Dec 31 20:40:16 PST 2012::pool-1-thread-2
...

提示：如果我们想要覆盖Java Future接口的某些方法，例如将get()方法覆盖为在一段默认时间后超时而不是无限等待，这种情况下Java FutureTask类非常方便，它是Future接口的基本实现。查看Java FutureTask示例以了解更多关于这个类的信息。

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