从事Java开发已经快两年了,都说Java并发编程比较难,比较重要,关键面试必问,但是在我的日常开发过程中,还真的没有过多的用到过并发编程;这不疫情嘛,周末不能瞎逛,就看看师傅们常说的 Runnable 线程执行没有返回值,Future、Callable 线程执行有返回值,咱们今天看看是怎么一回事,一探究竟内部原理实现!

一、初步认识理解各个类之间的关联关系,首先看一下 Runnable、Future、Callable 各个接口的类图展示:

二、详细介绍一下 Runnable、Future、Callable内部结构

(1) 先说一下java.lang.Runnable吧,它是一个接口,在它里面只声明了一个run()方法:

public interface Runnable {
public abstract void run();
}
  由于 run() 方法返回值为 void 类型,所以在执行完任务之后无法返回任何结果;
  Callable 位于 java.util.concurrent 包下,它也是一个接口,在它里面也只声明了一个方法,只不过这个方法叫做 call() :
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
  可以看到,这是一个泛型接口,call()函数返回的类型就是传递进来的V类型;
  那么怎么使用 Callable 呢?一般情况下是配合 ExecutorService 来使用的,在 ExecutorService 接口中声明了若干个 submit 方法的重载版本:
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);
  第一个submit方法里面的参数类型就是 Callable;
  暂时只需要知道 Callable 一般是和 ExecutorService 配合来使用的,具体的使用方法讲在后面讲述;
  一般情况下我们使用第一个 submit 方法和第三个 submit 方法,第二个 submit 方法很少使用。

(2)Future

  Future就是对于具体的Runnable或者Callable任务的执行结果进行取消、查询是否完成、获取结果。必要时可以通过get方法获取执行结果,该方法会阻塞直到任务返回结果;
  
  Future类位于java.util.concurrent包下,它是一个接口:
public interface Future<V> {
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
boolean isCancelled();
boolean isDone();
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
 
  重点:在Future接口中声明了5个方法,下面依次解释每个方法的作用:
  • cancel() 方法用来取消任务,如果取消任务成功则返回 true,如果取消任务失败则返回 false。参数 mayInterruptIfRunning 表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务,如果设置 true,则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成,则无论 mayInterruptIfRunning 为 true 还是 false,此方法肯定返回 false,即如果取消已经完成的任务会返回 false;如果任务正在执行,若 mayInterruptIfRunning 设置为 true,则返回 true,若 mayInterruptIfRunning 设置为 false,则返回 false;如果任务还没有执行,则无论 mayInterruptIfRunning 为 true 还是false,肯定返回true;
  • isCancelled() 方法表示任务是否被取消成功,如果在任务正常完成前被取消成功,则返回 true;
  • isDone() 方法表示任务是否已经完成,若任务完成,则返回 true;
  • get() 方法用来获取执行结果,这个方法会产生阻塞,会一直等到任务执行完毕才返回;
  • get(long timeout, TimeUnit unit) 用来获取执行结果,如果在指定时间内,还没获取到结果,就直接返回 null。
  也就是说Future提供了三种功能:
  1)判断任务是否完成;
  2)能够中断任务;
  3)能够获取任务执行结果。
  因为 Future 只是一个接口,所以是无法直接用来创建对象使用的,因此就有了下面的 FutureTask。

(3)FutureTask

  我们先来看一下 FutureTask 的实现:
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>
  
  FutureTask 类实现了 RunnableFuture 接口,我们看一下 RunnableFuture 接口的实现:
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {
void run();
}
  可以看出 RunnableFuture 继承了 Runnable 接口和 Future 接口,而 FutureTask 实现了 RunnableFuture 接口。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。
  重点:重写了 Runnable 接口的 run() 方法,根据源码分析,底层还是线程实现 Runnable 接口的 run() 方法,或者 Callable 接口的 call() 方法
  FutureTask 提供了2个构造器:
public FutureTask(Callable<V> callable) {
}
public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
}

  事实上,FutureTask 是 Future 接口的一个唯一实现类。

重点:Runnable、Future、Callable源码解读请阅读:Java并发编程 - Runnable、Future、Callable你不知道的那点事(二)

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