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Java并发编程 - Runnbale、Future、Callable 你不知道的那点事（一）

IP云
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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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