Java多線程中怎么利用Future實現攜帶結果的任務

本篇文章為大家展示了Java多線程中怎么利用Future實現攜帶結果的任務，內容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細介紹希望你能有所收獲。

Future 介紹

Future表示異步計算的結果，它提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，并檢索計算的結果。Future的cancel方法可以取消任務的執行，它有一布爾參數，參數為 true 表示立即中斷任務的執行，參數為 false 表示允許正在運行的任務運行完成。Future的 get 方法等待計算完成，獲取計算結果。

Runnable

Runnable 是我們多線程開發過程中常用的接口。 Executor 框架使用 Runnable 作為其基本的任務表現形式。 Runnable 是一個有很大局限性的接口，run() 方法沒有返回值并且不能拋出一個受檢查的異常。

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    public abstract void run();
}

Callable

與 Runnable 不同，Callable 是個泛型參數化接口，它能返回線程的執行結果，出錯時可能拋出異常。

多線程future

Future

Executor 執行的任務有 4 個生命周期階段：創建、提交、開始和完成。由于有些任務執行很耗時間，因此有些時候希望能夠取消這些任務。Executor 框架中，已經提交但未開始的任務可以取消，已經開始的任務只有當它們能響應中斷才能取消，取消已經完成的任務是沒有任何影響。

Future 表示一個任務的生命周期，并提供了相應的方法來判斷任務是否已經完成或者取消，以及獲取任務的結果和取消任務。

public interface Future<V> {
 
    // 取消任務
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
 
    // 判斷是否已經取消
    boolean isCancelled();
    
    // 如果任務已經結束返回 true
    boolean isDone();
    
    // 若有必要會一直阻塞直到結束并返回結果
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
 
    // 若有必要會阻塞指定的時間等待結束并返回結果
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

ExecutorService 中所有的 submit 方法都返回一個 Future 對象，從而將一個 Runnable 或 Callable 提交給 Executor, 可以通過返回的 Future 來取消任務或者獲取返回結果。

還可以顯示地將某個指定的 Runnable 或 Callable 實例化為 FutureTask ，由于 FutureTask 類實現了 Runnable、Future 接口，因此可以將它提交給 Executor 來執行。

FutureTask 繼承關系：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
    ......
}

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
    void run();
}

Future 和 FutureTask 的一個區別在于，Future 需要通過 ExecutorService 中的 submit 方法的返回值來獲取結果，而 FutureTask 提交任務時不需要設置返回值，通過自身就可以獲取結果。

下面來看一個計算 0~10 之間的整數之和并返回結果的例子：

import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
 
/**
 * @author ：jhys
 * @date ：Created in 2021/7/6 14:43
 * @Description ：
 */
public class FutureTest1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        System.out.println(LocalDateTime.now() + ": thread start");
        Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
            try {
                Thread.sleep(3000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(LocalDateTime.now() + ": task start");
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i <= 10; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        });
        executor.shutdown();
        try {
            Integer ret = future.get();
            System.out.println(LocalDateTime.now() + ": ret = " + ret);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("finish");
    }
}

輸出結果：

2021-07-06T14:49:21.244: thread start

2021-07-06T14:49:24.259: task start

2021-07-06T14:49:24.259: ret = 55

finish

將上面的例子中 Future 替換為 FutureTask ，代碼如下：

public class FutureTest {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        FutureTask<Integer> future = new FutureTask<>(() -> {
            Thread.sleep(3000);
            System.out.println(LocalDateTime.now() + ": task start");
 
            int sum = 0;
            for (int i =0; i <= 10; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        });
 
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 注意這里的區別，不需要顯示獲取返回值
        executor.submit(future);
        executor.shutdown();
 
        try {
            System.out.println(LocalDateTime.now() + ": ret = " + future.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("finish");
    }
 
}

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