java多線程Callable跟Future對比

本篇內容介紹了“java多線程Callable跟Future對比”的有關知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領大家學習一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠學有所成！

1、首先說一下創建線程的方式

• new Thread跟實現Runnable接口的弊端
  (1)、每次new Thread新建對象性能差。
  (2)、線程缺乏統一管理，可能無限制新建線程，相互之間競爭，及可能占用過多系統資源導致死機或oom。
  (3)、缺乏更多功能，如定時執行、定期執行、線程中斷。
  (4)、最大的一個弊端就是這兩種方式在執行完任務之后無法獲取執行結果。
  (5)、如果需要獲取執行結果，就必須通過共享變量或者使用線程通信的方式來達到效果，這樣使用起來就比較麻煩。

2、Callable和Future出現的原因

而自從Java 1.5開始，就提供了Callable和Future，通過它們可以在任務執行完畢之后得到任務執行結果。

Callable和Future介紹

(1)、Callable接口代表一段可以調用并返回結果的代碼。
(2)、Future接口表示異步任務，是還沒有完成的任務給出的未來結果。
(3)、所以說Callable用于產生結果，Future用于獲取結果。

Callable接口使用泛型去定義它的返回類型。Executors類提供了一些有用的方法在線程池中執行Callable內的任務。由于Callable任務是并行的（并行就是整體看上去是并行的，其實在某個時間點只有一個線程在執行），我們必須等待它返回的結果。

Callable與Runnable的對比

Runnable它是一個接口，在它里面只聲明了一個run()方法：

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

由于run()方法返回值為void類型，所以在執行完任務之后無法返回任何結果。

Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一個接口，在它里面也只聲明了一個方法，只不過這個方法叫做call()：

public interface Callable<V> {
    /**
     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
     *
     * [@return](https://my.oschina.net/u/556800) computed result
     * [@throws](https://my.oschina.net/throws) Exception if unable to compute a result
     */
    V call() throws Exception;
}

可以看到，這是一個泛型接口，call()函數返回的類型就是傳遞進來的V類型。

那么怎么使用Callable呢？

一般情況下是配合ExecutorService來使用的，在ExecutorService接口中聲明了若干個submit方法的重載版本：

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);

第一個submit方法里面的參數類型就是Callable

暫時只需要知道Callable一般是和ExecutorService配合來使用的，具體的使用方法講在后面講述。 一般情況下我們使用第一個submit方法和第三個submit方法，第二個submit方法很少使用。

Future的介紹

Future就是對于具體的Runnable或者Callable任務的執行結果進行取消、查詢是否完成、獲取結果。必要時可以通過get方法獲取執行結果，該方法會阻塞直到任務返回結果。
Future類位于java.util.concurrent包下，它是一個接口：

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;
}

在Future接口中聲明了5個方法，下面依次解釋每個方法的作用：

• cancel:
  用來取消任務，如果取消任務成功則返回true，如果取消任務失敗則返回false。參數mayInterruptIfRunning表示是否允許取消正在執行卻沒有執行完畢的任務，如果設置true，則表示可以取消正在執行過程中的任務。如果任務已經完成，則無論mayInterruptIfRunning為true還是false，此方法肯定返回false，即如果取消已經完成的任務會返回false；如果任務正在執行，若mayInterruptIfRunning設置為true，則返回true，若mayInterruptIfRunning設置為false，則返回false；如果任務還沒有執行，則無論mayInterruptIfRunning為true還是false，肯定返回true

• isCancelled:
  表示任務是否被取消成功，如果在任務正常完成前被取消成功，則返回 true。

• isDone:
  表示任務是否已經完成，若任務完成，則返回true；

• get():
  用來獲取執行結果，這個方法會產生阻塞，會一直等到任務執行完畢才返回。

• get(long timeout, TimeUnit unit): 用來獲取執行結果，如果在指定時間內，還沒獲取到結果，就直接返回null。

也就是說Future提供了三種功能：

• 判斷任務是否完成；

• 能夠中斷任務；

• 能夠獲取任務執行結果。

因為Future只是一個接口，所以是無法直接用來創建對象使用的，因此就有了下面的FutureTask。

FutureTask介紹

FutureTask實現了RunnableFuture接口，這個接口的定義如下：

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

可以看到這個接口實現了Runnable和Future接口，接口中的具體實現由FutureTask來實現。這個類的兩個構造方法如下 ：

    public FutureTask(Callable<V> callable) {  
        if (callable == null)  
            throw new NullPointerException();  
        sync = new Sync(callable);  
    }  
    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {  
        sync = new Sync(Executors.callable(runnable, result));  
    }

如上提供了兩個構造函數，一個以Callable為參數，另外一個以Runnable為參數。這些類之間的關聯對于任務建模的辦法非常靈活，允許你基于FutureTask的Runnable特性（因為它實現了Runnable接口），把任務寫成Callable，然后封裝進一個由執行者調度并在必要時可以取消的FutureTask。

FutureTask可以由執行者調度，這一點很關鍵。它對外提供的方法基本上就是Future和Runnable接口的組合：get()、cancel、isDone()、isCancelled()和run()，而run()方法通常都是由執行者調用，我們基本上不需要直接調用它。

3、FutureTask實例

public class MyCallable implements Callable<String> {  
    private long waitTime;   
    public MyCallable(int timeInMillis){   
        this.waitTime=timeInMillis;  
    }  
    [@Override](https://my.oschina.net/u/1162528)  
    public String call() throws Exception {  
        Thread.sleep(waitTime);  
        //return the thread name executing this callable task  
        return Thread.currentThread().getName();  
    }  

}  
public class FutureTaskExample {  
     public static void main(String[] args) {  
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);          // 創建線程池并返回ExecutorService實例  
        MyCallable callable1 = new MyCallable(1000);                         // 要執行的任務  
        MyCallable callable2 = new MyCallable(2000);  
        FutureTask<String> futureTask1 = new FutureTask<String>(callable1);// 將Callable寫的任務封裝到一個由執行者調度的FutureTask對象  
        FutureTask<String> futureTask2 = new FutureTask<String>(callable2);  
        executor.execute(futureTask1);  // 執行任務  
        executor.execute(futureTask2);    


        或者執行下面的方法
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);        // 創建線程池并返回ExecutorService實例  （單例的）
        MyCallable callable1 = new MyCallable(1000);//線程1
        MyCallable callable2 = new MyCallable(2000);線程2
        Future<String> s1 = executor.submit(callable1);//會創建FutureTask 并且會執行execute方法
        Future<String> s2 = executor.submit(callable2);//會創建FutureTask 并且會執行execute方法
	while (true) {  
            try {  
                if(futureTask1.isDone() && futureTask2.isDone()){//  兩個任務都完成  
                    System.out.println("Done");  
                    executor.shutdown();                          // 關閉線程池和服務   
                    return;  
                }  

                if(!futureTask1.isDone()){ // 任務1沒有完成，會等待，直到任務完成  
                    System.out.println("FutureTask1 output="+futureTask1.get());  
                }  

                System.out.println("Waiting for FutureTask2 to complete");  
                String s = futureTask2.get(200L, TimeUnit.MILLISECONDS);  
                if(s !=null){  
                    System.out.println("FutureTask2 output="+s);  
                }  
            } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {  
                e.printStackTrace();  
            }catch(TimeoutException e){  
                //do nothing  
            }  
        }  
    }  
}

運行如上程序后，可以看到一段時間內沒有輸出，因為get()方法等待任務執行完成然后才輸出內容.

輸出結果如下：

FutureTask1 output=pool-1-thread-1
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
Waiting for FutureTask2 to complete
FutureTask2 output=pool-1-thread-2
Done

綜上所述，Callable和Future的出現是為了讓線程變得可以控制，并且可以返回線程執行的結果

項目中的使用實例，多線程導入學員信息

1.創建線程池

/**
 * Created by ds on 2017/6/29.
 */
[@Component](https://my.oschina.net/u/3907912)
public class ThreadPool4ImportStudent {

    volatile private static ExecutorService instance = null;

    private ThreadPool4ImportStudent(){}

    public static ExecutorService getInstance() {
        try {
            if(instance != null){

            }else{
                Thread.sleep(300);
                synchronized (ThreadPool4ImportStudent.class) {
                    if(instance == null){
                        instance = Executors.newFixedThreadPool(10);
                    }
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return instance;
    }
}

上面的方法 創建了線程池，并且注入了相關的mapper類

2.創建線程

public class ThreadImportStudents implements Callable<List<Integer>> {

    public static final String IMPORT_TYPE_STUDENT = "IMPORT_TYPE_STUDENT";
    public static final String IMPORT_TYPE_VIP = "IMPORT_TYPE_VIP";
    Log log_student = LogFactory.getLog("student");
    List<Integer> ids = new ArrayList<>();
    private String type;
    private Map<String, List<String>> allStudents;
    private List<ImportRowVo> students;
    private Integer userId;
    private Integer vipRecordId;
    private boolean is_custom;
    private StudentImportRecord record;

    private Date date = new Date();
	private Map<String, ImportFieldVo> importTemplateMap;
	private Integer companyId;
	private Integer schoolId;

	public ThreadImportStudents(String type, Map<String, List<String>> allStudents, Map<String, ImportFieldVo> importTemplateMap, List<ImportRowVo> students,
			Integer userId, StudentImportRecord record, Integer vipRecordId, boolean is_custom, Integer companyId, Integer schoolId) {
		this.type = type;
		this.allStudents = allStudents;
		this.importTemplateMap = importTemplateMap;
		this.students = students;
		this.userId = userId;
		this.record = record;
		this.vipRecordId = vipRecordId;
		this.is_custom = is_custom;
		this.companyId = companyId;
		this.schoolId = schoolId;
	}

    [@Override](https://my.oschina.net/u/1162528)
    public List<Integer> call() throws Exception {
    	try {
    	      return insertOrUpdate();
	    } catch (Exception e) {
	      e.printStackTrace();
	    }
            return null;
    }
}

上面的類是屬于批量添加學員的線程類，實現了Callable接口并重寫了call方法，返回所有插入學員的id集合。

3、業務類通過Future控制線程

List<Integer> studentIds = new ArrayList<Integer>();
List<Future<List<Integer>>> ids = new ArrayList<Future<List<Integer>>>();
Future<List<Integer>> stuId = ThreadPool4ImportStudent.getInstance().submit(new ThreadImportStudents(type, allStudents, importTemplateMap,
					student_list, userId, record, vo.getId(), is_custom, students.getCompanyId(), students.getSchoolId()));
ids.add(stuId);
for (Future<List<Integer>> id:ids) {
	try {
            List<Integer> idl=id.get();
            if(idl!=null){
                 for(Integer idi:idl){
                        if(idi==null){
                            error++;
                        }
                    }
                    studentIds.addAll(idl);
             }
	    }catch (Exception e){}
}

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