Java多線程之Callable和Future介面的實現

Callable和Future

    Callable介面定義了一個call方法可以作為線程的執行體，但call方法比run方法更強大：

    A、call方法可以有傳回值
    B、call方法可以申明拋出異常
 
    Callable介面是JDK5後新增的介面，而且不是Runnable的子介面，所以Callable對象不能直接作為Thread的target。而且call方法還有一個傳回值，
    call方法不能直接調用，它作為線程的執行體被調用。那麼如何接收call方法的傳回值。
    JDK1.5提供了Future介面來代表Callable介面裡的call方法的傳回值，並為Future介面提供了一個FutureTask實作類別，該實作類別實現Future介面，
    並實現了Runnable介面—可以作為Thread的target。
 
    Future介面裡定義了如下幾個公用方法控制他關聯的Callable任務：
    
    A、boolean cancel(Boolean mayInterruptlfRunning):試圖取消該Future裡關聯的Callable任務
    B、V get()：返回Callable任務裡的call方法的傳回值，調用該方法將導致線程阻塞，必須等到子線程結束才得到傳回值
    C、V get(long timeout, TimeUnit unit)：返回Callable任務裡的call方法的傳回值，該方法讓程式最多阻塞timeout和unit指定的時間。
        如果經過指定時間後Callable任務依然沒有傳回值，將會拋出TimeoutException。
    D、boolean isCancelled：如果在Callable任務正常完成前被取消，則返回true。
    E、boolean isDone：如果Callable任務已經完成，則返回true
 
    建立、並啟動有傳回值的線程的步驟如下：
    
    一、建立Callable介面的實作類別，並實現call方法，該call方法的傳回值，並作為線程的執行體。
    二、建立Callable實作類別的執行個體，使用FutureTask類來封裝Callable對象，該FutureTask對象封裝了該Callable對象的call方法的傳回值
    三、使用FutureTask對象作為Thread對象的target建立、並啟動新線程
    四、調用FutureTask對象的方法來獲得子線程執行結束後的傳回值

1、Executor架構使用Runnable作為其任務的基本表達形式。Runnable相當有限，不能返回一個值，也不能拋出受檢查的異常，對於複雜費時的計算更加無法處理
2、因此產生了Callable和Future這種任務，對任務進行全面管理

3、

1）Callable在主進入點-call處等待傳回值，並為可能拋出的異常預先做了準備。

2）Executors包含了一些工具方法將其他類型的任務封裝成一個Callable，比如Runnable和java.security.PrivilegedAction。Runnable和Callable描述的是抽象的計算型任務。

3）這些任務很有限，有明確的開始和結束，但是對於非常費時的任務比較麻煩，對於已經提交但尚未開始的任務可以取消，但是對於已經開始的任務，只有它們響應中斷，才可以取消。

4、

1）Future描述了任務的生命週期，並提供了相關的方法來獲得任務的結果、取消任務以及檢驗任務已經完成還是被取消。

2）Future意味著任務完成後永遠停留在完成狀態上，就像ExecutorService的生命週期。使用get方法完成任務和異常處理。

3）ExecutorService中的所有submit方法都返回一個Future，可以將一個Runnable或一個Callable提交給executor,然後得到一個Future。也可以顯式地為給定的Runnable或Callable執行個體化一個FutureTask。

import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;/** *  Callable 和 Future介面 *  Callable類似Runnable的介面，實現Callable介面的類和實現Runnable的類都是可被其它線程執行的任務。 *  Callable和Runnable有幾點不同：  * （1）Callable規定的方法是call()，而Runnable規定的方法是run(). * （2）Callable的任務執行後可傳回值，而Runnable的任務是不能傳回值的。  * （3）call()方法可拋出異常，而run()方法是不能拋出異常的。 * （4）運行Callable任務可拿到一個Future對象， Future表示非同步計算的結果。 *  它提供了檢查計算是否完成的方法，以等待計算的完成，並檢索計算的結果。 *  通過Future對象可瞭解任務執行情況，可取消任務的執行，還可擷取任務執行的結果。 */public class CallableAndFuture {/** * 自訂一個任務類，實現Callable介面 */public static class MyCallableClass implements Callable {// 標誌位private int flag = 0;public MyCallableClass(int flag) {this.flag = flag;}public String call() throws Exception {if (this.flag == 0) {// 如果flag的值為0，則立即返回return "flag = 0";}if (this.flag == 1) {// 如果flag的值為1，做一個無限迴圈try {while (true) {System.out.println("looping......");Thread.sleep(2000);}} catch (InterruptedException e) {System.out.println("Interrupted");}return "false";} else {// falg不為0或者1，則拋出異常throw new Exception("Bad flag value!");}}}public static void main(String[] args) {// 定義3個Callable類型的任務MyCallableClass task1 = new MyCallableClass(0);MyCallableClass task2 = new MyCallableClass(1);MyCallableClass task3 = new MyCallableClass(2);// 建立一個執行任務的服務ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(3);try {// 提交並執行任務，任務啟動時返回了一個Future對象，// 如果想得到任務執行的結果或者是異常可對這個Future對象進行操作Future future1 = es.submit(task1);// 獲得第一個任務的結果，如果調用get方法，當前線程會等待任務執行完畢後才往下執行System.out.println("task1: " + future1.get());Future future2 = es.submit(task2);// 等待5秒後，再停止第二個任務。因為第二個任務進行的是無限迴圈Thread.sleep(5000);System.out.println("task2 cancel: " + future2.cancel(true));// 擷取第三個任務的輸出，因為執行第三個任務會引起異常// 所以下面的語句將引起異常的拋出Future future3 = es.submit(task3);System.out.println("task3: " + future3.get());} catch (Exception e) {System.out.println(e.toString());}// 停止任務執行服務es.shutdownNow();}}

運行輸入結果：

task1: flag = 0
looping......
looping......
looping......
task2 cancel: true
Interrupted
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.Exception: Bad flag value!