Java开发笔记(九十八)利用Callable启动线程


前面介绍了如何利用Runnable接口构建线程任务,该方式确实方便了线程代码的复用与共享,然而Runnable不像公共方法那样有返回值,也就无法将线程代码的处理结果传给外部,造成外部既不知晓该线程是否已经执行完毕,也不了解该线程的运算结果是什么,总之无法跟踪分线程的行动踪迹。这里显然是不完美的,调用方法都有返回值,为何通过Runnable启动线程就无法获得返回值呢?为此Java又提供了另一种开启线程的方式,即利用Callable接口构建任务代码,实现该接口需要重写call方法,call方法类似run方法,同样存放着开发者定义的任务代码。不同的是,run方法没有返回值,而call方法支持定义输出参数,从而在设计上保留了分线程在运行结束时返回结果的可能性。
Callable是个泛型接口,它的返回值类型在外部调用时指定,要想创建一个Callable实例,既能通过定义完整的新类来实现,也能通过普通的匿名内部类实现。举个简单的应用例子,比如希望开启分线程生成某个随机数,并将随机数返回给主线程,则采取匿名内部类方式书写的Callable定义代码如下所示:

		// 定义一个Callable代码段,返回100以内的随机整数
		// 第一种方式:采取匿名内部类方式书写
		Callable<Integer> callable = new Callable<Integer>() {
			@Override
			public Integer call() { // 返回值为Integer类型
				int random = new Random().nextInt(100); // 获取100以内的随机整数
				// 以下打印随机数日志,包括当前时间、当前线程、随机数值等信息
				PrintUtils.print(Thread.currentThread().getName(), "任务生成的随机数="+random);
				return random;
			}
		};

 

由于Callable又是个函数式接口,因此能够利用Lambda表达式来简化匿名内部类,于是掐头去尾后的Lambda表达式代码示例如下:

		// 第二种方式:采取Lambda表达式书写
		Callable<Integer> callable = () -> {
			int random = new Random().nextInt(100);
			PrintUtils.print(Thread.currentThread().getName(), "任务生成的随机数="+random);
			return random;
		};

 

因为获取随机数的关键代码仅有一行,所以完全可以进一步精简Lambda表达式的代码,压缩冗余后只有下面短小精悍的一行代码:

		// 第三种方式:进一步精简后的Lambda表达式
		Callable<Integer> callable = () -> new Random().nextInt(100);

 

有了Callable实例之后,还需要引入未来任务FutureTask把它包装一下,因为只有FutureTask才能真正跟踪任务的执行状态。以下是FutureTask的主要方法说明:
run:启动未来任务。
get:获取未来任务的执行结果。
isDone:判断未来任务是否执行完毕。
cancel:取消未来任务。
isCancelled:判断未来任务是否取消。
现在结合Callable与FutureTask,串起来运行一下拥有返回值的未来任务,首先把Callable实例填进FutureTask的构造方法,由此得到一个未来任务的实例;接着调用未来任务的run方法启动该任务,最后调用未来任务的get方法获取任务的执行结果。根据以上步骤编写的未来任务代码如下所示:

		// 根据代码段实例创建一个未来任务
		FutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(callable);
		future.run(); // 运行未来任务
		try {
			Integer result = future.get(); // 获取未来任务的执行结果
			PrintUtils.print(Thread.currentThread().getName(), "主线程的执行结果="+result);
		} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
			// get方法会一直等到未来任务的执行完成,由于等待期间可能收到中断信号,因此这里得捕捉中断异常
			e.printStackTrace();
		}

 

运行上述的任务调用代码,观察到的任务日志如下:

16:48:53.363 main 任务生成的随机数=11
16:48:53.422 main 主线程的执行结果=11

 

有没有发现什么不对劲的地方?第一行日志是在Callable实例的call方法中打印的,第二行日志是在主线程获得返回值后打印的,可是从日志看,两行日志都由main线程也就是主线程输出的,说明未来任务仍然由主线程执行,而非由分线程执行。
那么如何才能开启分线程来执行未来任务呢?当然还得让Thread类亲自出马了,就像使用分线程执行Runnable任务那样,同样要把Callable实例放入Thread的构造方法当中,然后再调用线程实例的start方法方可启动线程任务。于是添加线程类之后的未来任务代码变成了下面这样:

		// 根据代码段实例创建一个未来任务
		FutureTask<Integer> future = new FutureTask<Integer>(callable);
		// 把未来任务放入新创建的线程中,并启动分线程处理
		new Thread(future).start();
		try {
			Integer result = future.get(); // 获取未来任务的执行结果
			PrintUtils.print(Thread.currentThread().getName(), "主线程的执行结果="+result);
		} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
			// get方法会一直等到未来任务的执行完成,由于等待期间可能收到中断信号,因此这里得捕捉中断异常
			e.printStackTrace();
		}

 

运行上面的未来任务代码,观察到以下的程序日志:

16:49:49.816 Thread-0 任务生成的随机数=38
16:49:49.820 main 主线程的执行结果=38

 

从日志中的Thread-0名称可知,此时的未来任务总算交由分线程执行了。



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作者:pinlantu,发布于:2019/05/15
原文:https://www.cnblogs.com/pinlantu/p/10871497.html