浅析Java并发编程Callable、Future、FutureTask

Runnable是一种有很大局限的抽象接口，虽然它的run方法能写入到日志文件或者将结果放入到共享的数据结构中，但是它不能返回一个值或抛出一个受检查的异常。

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

Callable是一种更好的抽象，它的主入口call方法将返回一个值，并可能抛出一个异常。

@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
    V call() throws Exception;
}

Runnable和Callable描述的都是抽象的计算任务，这些任务通常是有范围的，既有一个明确的起始点，并且最终会结束。

Executor框架执行的任务有4个生命周期阶段：创建、提交、开始和完成。由于有些任务可能要执行很长的时间，因此通常希望能够取消这些任务。在Executor框架中，已提交但尚未开始执行的任务可以取消，但对于那些已经开始执行的任务，只有当它们能响应中断时，才能取消。取消一个已经完成的任务不会有任何影响。
Java的Executor框架提供了四种线程池：

newCachedThreadPool将创建一个可缓存的线程池，如果线程池的当前规模超过了处理需求时，那么将回收空闲的线程，而当需求增加时，则可以添加新的线程，线程池的规模不存在任何限制。
newFixedThreadPool将创建一个固定长度的线程池，每当提交一个任务时就创建一个线程，直到达到线程池的最大数量，这时线程池的规模将不再变化，超出的线程将在队列中等待。
newSingleThreadExecutor是一个单线程Executor,它创建单个工作者线程来执行任务，如果这个线程异常结束，会创建另一个线程来替代；newSingleThreadExecutor能确保依照任务在队列中的顺序来串行执行（如：FIFO,LIFO、优先级）
newScheduledThreadPool创建了一个固定长度的线程池，而且以延迟或定时的方式来执行任务。

Future表示一个任务的生命周期，并提供了相应的方法来判断是否已经完成或取消，以及获取任务的结果和取消任务等。

Future是一个接口，位于java.util.concurrent包下：

package java.util.concurrent;
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;
}

Future接口一共声明了5个方法，下面解释每一个方法的作用：

cancel方法用来取消任务，如果取消任务成功则返回ture,否则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行，但是没有结束的任务，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。
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。

FutureTask实现了Future语义，表示一种抽象的可生成结果的计算；它表示的计算是通过Callable来实现的，相当于一种可生成结果的Runnable，并且可以处于以下三种状态：等待运行、正在运行和运行完毕。

我们先看一下FutureTask的实现：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>

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

我们可以看到FutureTask接口实现了RunnableFuture接口，而Runnable接口又继承了Runnable和Future接口，所以它既可以作为一个线程的任务来执行，又可以作为Future通过Callable得到返回值。

事实上FutureTask是Future接口的唯一实现类。

浅析Java并发编程Callable、Future、FutureTask

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