java多线程[10]：Callable和Future

本篇要讨论的是Callable接口和Future接口。想要创建一个线程的话，除了实现Runnable接口外，还可以实现Callable接口，这样的话，在线程运行结束后可以返回一个运行结果。

在上一篇博客中我们讨论了如何使用线程池来启动线程，并对比了几种不同的线程池之间的差异。ExecutorService的submit方法的定义如下

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);

它提交一个实现了Callable接口的类，这个类将作为一个线程异步地运行。submit方法的返回值是一个Future对象，如果想查询这个异步运行着的线程的运行状态或运行结果的话，可以通过这个Future对象来进行。Future接口包含以下方法

//取消任务boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);//是否已取消boolean isCancelled();//是否已完成boolean isDone();//阻塞并等待线程的返回结果V get() throws InterruptedException, ExecutionException;//阻塞一定时间并等待线程的返回结果。如果超过时间后没有返回结果的话，则抛出TimeoutException异常V get(long timeout, TimeUnit unit) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

可以看得出来，Future接口包含了很多有用的方法可以控制或查询线程的运行状态。

下面来看一个例子。假设有一个list共包含从1到100这一百个数字，而我们要计算这一百个数字的和。为了提高计算速度，我将这个list拆分成三个小list并启动三个线程来并行计算他们的和，最终将三个线程返回的和加到一起，从而得到整个list的总和。这个线程要实现Callable接口，这样才能返回一个计算结果。下面是这个实现了Callable接口的类

import java.util.List;import java.util.concurrent.Callable;public class CallableWorker implements Callable<Integer> {    private List<Integer> numberList = null;    public CallableWorker(List<Integer> numberList) {        this.numberList = numberList;    }    @Override    public Integer call() throws Exception {        int total = 0;        for (int number : numberList) {            total += number;        }        return total;    }}

这个类接收一个List<Integer>对象，然后计算这个集合内所有数字的和，并返回这个和。

下面通过一个线程池来启动三个CallableWorker

import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.ExecutionException;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class FutureDemo {    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {        List<Integer> list = new ArrayList<>();        for (int i = 1; i <= 100; i++) {            list.add(i);        }        //拆分为三个集合        List<Integer> sublist1 = list.subList(0, 30);        List<Integer> sublist2 = list.subList(30, 60);        List<Integer> sublist3 = list.subList(60, 100);        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);        //启动三个异步线程来分别计算三个集合的和        Future<Integer> future1 = executorService.submit(new CallableWorker(sublist1));        Future<Integer> future2 = executorService.submit(new CallableWorker(sublist2));        Future<Integer> future3 = executorService.submit(new CallableWorker(sublist3));        //汇总三个线程的计算结果        int total = future1.get() + future2.get() + future3.get();        System.out.println("total = " + total);        //关闭线程池，否则进程无法结束        executorService.shutdown();    }}

我使用Executors.newFixedThreadPool(3)创建了一个包含三个线程的线程池，然后将list对象拆分为三个sublist对象并传递给三个CallableWorker。使用executorService.submit()方法提交一个线程，使用future1.get()获取进程的返回结果。

最终求和的结果是5050。