Callable与Future

接着上一篇继续并发包的学习，本篇说明的是Callable和Future，它俩很有意思的，一个产生结果，一个拿到结果。 

应用场景：FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。通过传入Runnable或者Callable的任务给FutureTask，直接调用其run方法或者放入线程池执行，之后可以在外部通过FutureTask的get方法异步获取执行结果，因此，FutureTask非常适合用于耗时的计算，主线程可以在完成自己的任务后，再去获取结果。另外，FutureTask还可以确保即使调用了多次run方法，它都只会执行一次Runnable或者Callable任务，或者通过cancel取消FutureTask的执行等。

注意：Callable接口不能替代Runnable，原因是Callable必须要和线程池Executors结合使用。Future取得的结果类型和callable返回的结果类型必须一致，通过泛型来实现。Callable要采用ExceutorService的submit方法提交，返回的future对象可以取消任务。FutureTask是接口Future的唯一的实现类

       Callable接口类似于Runnable，从名字就可以看出来了，但是Runnable不会返回结果，并且无法抛出返回结果的异常，而Callable功能更强大一些，被线程执行后，可以返回值，这个返回值可以也只能被Future拿到，也就是说，Future可以拿到异步执行任务的返回值，下面来看一个简单的例子：

public class CallableAndFuture {    public static void main(String[] args) {        Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {            public Integer call() throws Exception {                return new Random().nextInt(100);            }        };        FutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(callable);        new Thread(future).start();        try {            Thread.sleep(5000);// 当前线程可能做的一些事情            System.out.println(future.get());//实现了用另一个线程去计算返回值的目的        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }    }}
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       Future接口具有如下方法：

public interface Future<V>{V get() throws...;V get(long timeout,TimeUnit unit) throws...;void cancel(boolean mayInterrupt);boolean isCancelled();boolean isDone();}

FutureTask包装器实现了两个接口，Runnable和Future，所以它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值，那么这个组合的使用有什么好处呢？假设有一个很耗时的返回值需要计算，并且这个返回值不是立刻需要的话，那么就可以使用这个组合，用另一个线程去计算返回值，而当前线程在使用这个返回值之前可以做其它的操作，等到需要这个返回值时，再通过Future得到，岂不美哉！这里有一个Future模式的介绍：http://openhome.cc/Gossip/DesignPattern/FuturePattern.htm。 
       下面来看另一种方式使用Callable和Future，通过ExecutorService的submit方法执行Callable，并返回Future。代码如下：

public class CallableAndFuture {    public static void main(String[] args) {        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//创建ExcutorService对象        Future<Integer> future = threadPool.submit(new Callable<Integer>() {            public Integer call() throws Exception {                return new Random().nextInt(100);            }        });//        try {            Thread.sleep(5000);// 当前线程可能做的一些事情            System.out.println(future.get());//实现了用另一个线程去计算返回值的目的        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }    }}
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       代码是不是简化了很多，ExecutorService继承自Executor，它的目的是为我们管理Thread对象，从而简化并发编程，Executor使我们无需显示的去管理线程的生命周期，是JDK 5之后启动任务的首选方式。 >CompletionService用于提交一组Callable任务，其take方法返回已完成的一个Callable任务对应的Future对象。
       执行多个带返回值的任务，并取得多个返回值，代码如下：

public class CallableAndFuture {    public static void main(String[] args) {        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();//通过newCachedThreadPool方法构建ExecutorService对象        CompletionService<Integer> cs = new ExecutorCompletionService<Integer>(threadPool);//构建CompletionService<>()对象        for(int i = 1; i < 5; i++) {            final int taskID = i;            cs.submit(new Callable<Integer>() {                public Integer call() throws Exception {                    return taskID;                }            });        }        // 可能做一些事情        for(int i = 1; i < 5; i++) {            try {                System.out.println(cs.take().get());            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            } catch (ExecutionException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }} 
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       其实也可以不使用CompletionService，可以先创建一个装Future类型的集合，用Executor提交的任务返回值添加到集合中，最后遍历集合取出数据，代码略。更新于2016-02-05，评论中就这个说法引发了讨论，其实是我没有讲清楚，抱歉。这里再阐述一下：提交到CompletionService中的Future是按照完成的顺序排列的，这种做法中Future是按照添加的顺序排列的。所以这两种方式的区别就像评论中fishjam所描述的那样。：示例代码在下面：

示例代码：

[java] view plain copy

1. import java.util.ArrayList;  
2. import java.util.List;  
3. import java.util.concurrent.Callable;  
4. import java.util.concurrent.ExecutionException;  
5. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
6. import java.util.concurrent.Executors;  
7. import java.util.concurrent.Future;  
8. import java.util.concurrent.FutureTask;  
9.   
10. public class FutureTaskForMultiCompute {  
11.       
12.     public static void main(String[] args) {  
13.           
14.         FutureTaskForMultiCompute inst=new FutureTaskForMultiCompute();  
15.         // 创建任务集合  
16.         List<Future<Integer>> taskList = new ArrayList<Future<Integer>>();  
17.         // 创建线程池  
18.         ExecutorService exec = Executors.newFixedThreadPool(5);  
19.         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
20.             //传入Callable对象创建FutureTask注意这里的ft实现了callable接口  
21.             FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<Integer>(new ComputeTask(i, ""+i));  
22.             /*第二种提交方式为 
23.             Future<Integer>ft=exec.submit(new ComputeTask(i,""+i));*/  
24.             taskList.add(ft);  
25.             //提交给线程池执行任务，也可以通过exec.invokeAll(taskList)一次性提交所有任务;  
26.             exec.submit(ft);  
27.         }  
28.           
29.         System.out.println("所有计算任务提交完毕, 主线程接着干其他事情！");  
30.   
31.         // 开始统计各计算线程计算结果  
32.         Integer totalResult = 0;  
33.         for (Future<Integer> ft : taskList) {  
34.             try {  
35.                 //FutureTask的get方法会自动阻塞,直到获取计算结果为止  
36.                 totalResult = totalResult + ft.get();  
37.             } catch (InterruptedException e) {  
38.                 e.printStackTrace();  
39.             } catch (ExecutionException e) {  
40.                 e.printStackTrace();  
41.             }  
42.         }  
43.   
44.         // 关闭线程池  
45.         exec.shutdown();  
46.         System.out.println("多任务计算后的总结果是:" + totalResult);  
47.   
48.     }  
49.   
50.       
51. }  

[java] view plain copy

1. import java.util.concurrent.Callable;  
2.   
3. public class ComputeTask implements Callable<Integer> {  
4.   
5.         private Integer result = 0;  
6.         private String taskName = "";  
7.           
8.         public ComputeTask(Integer iniResult, String taskName){  
9.             result = iniResult;  
10.             this.taskName = taskName;  
11.             System.out.println("生成子线程计算任务: "+taskName);  
12.         }  
13.           
14.         public String getTaskName(){  
15.             return this.taskName;  
16.         }  
17.           
18.         @Override  
19.         public Integer call() throws Exception {  
20.             // TODO Auto-generated method stub  
21.   
22.             for (int i = 0; i < 100; i++) {  
23.                 result =+ i;  
24.             }  
25.             // 休眠5秒钟，观察主线程行为，预期的结果是主线程会继续执行，到要取得FutureTask的结果是等待直至完成。  
26.             Thread.sleep(5000);  
27.             System.out.println("子线程计算任务: "+taskName+" 执行完成!");  
28.             return result;  
29.         }  
30.     }  

略有修改       

原文来自：高爽|Coder，原文地址：http://blog.csdn.net/ghsau/article/details/7451464，转载请注明。