java並發編程--Runnable Callable及Future

1.Runnable

Runnable是個接口，使用很簡單：

1. 實現該接口並重寫run方法

2. 利用該類的對象創建線程

3. 線程啟動時就會自動調用該對象的run方法

通常在開發中結合ExecutorService使用,將任務的提交與任務的執行解耦開,同時也能更好地利用Executor提供的各種特性

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
                   executor.submit(new Runnable() { 
                        public void run() {
                               //TODO
                        }
                    });
executor.shutdown();

相對於繼承Thread來創建線程方式，使用Runnable可以讓你的實現類同時實現多個接口，而相對於Callable及Future，Runnable方法並不返回任務執行結果且不能拋出異常

 

2.Callable

與Runnable不同的是，Callable是個泛型參數化接口，並能返回線程的執行結果，且能在無法正常計算時拋出異常

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

1. Callable並不像Runnable那樣通過Thread的start方法就能啟動實現類的run方法，所以它通常利用ExecutorService的submit方法去啟動call方法自執行任務，而ExecutorService的submit又返回一個Future類型的結果，因此Callable通常也與Future一起使用

 ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
     Future<String> future = pool.submit(new Callable{
           public void call(){
                   //TODO
           }
    });

或者利用FutureTask封裝Callable再由Thread去啟動（少用）

 FutureTask<String> task = new FutureTask(new Callable{
        public void call(){
              //TODO
        }
  });
 Thead thread = new Thread(task);
 thread.start();

2. 通過Executors.callbale(Runnable task,T result)可以執行Runnable並返回"結果"，但是這個結果並不是Runnable的執行結果(Runnable的run方法是void類型)，而是執行者預定義的結果，這點可以從其實現原理RunnableAdpter源碼看出

public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
     if (task == null)
          throw new NullPointerException();
       return new RunnableAdapter<T>(task, result);//通過RunnableAdapter實現
}
    
static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
     final Runnable task;
     final T result;
     RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
            this.task = task;
            this.result = result;
     }
     public T call() {
        task.run();
        return result; //將傳入的結果的直接返回
     }
   }

Runnable與Callable不同點：

1. Runnable不返回任務執行結果，Callable可返回任務執行結果

2. Callable在任務無法計算結果時拋出異常，而Runnable不能

3. Runnable任務可直接由Thread的start方法或ExecutorService的submit方法去執行

 

3.Future

Future保存異步計算的結果,可以在我們執行任務時去做其他工作，並提供了以下幾個方法

* cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：試圖取消執行的任務，參數為true時直接中斷正在執行的任務，否則直到當前任務執行完成，成功取消后返回true，否則返回false

* isCancel()：判斷任務是否在正常執行完前被取消的，如果是則返回true

* isDone()：判斷任務是否已完成

* get()：等待計算結果的返回，如果計算被取消了則拋出

* get(long timeout,TimeUtil unit)：設定計算結果的返回時間，如果在規定時間內沒有返回計算結果則拋出TimeOutException

使用Future的好處：

1. 獲取任務的結果，判斷任務是否完成，中斷任務

1. Future的get方法很好的替代的了Thread.join或Thread,join(long millis)

2. Future的get方法可以判斷程序代碼(任務)的執行是否超時，如：

 try{
      future.get(60,TimeUtil.SECOND);
 }catch(TimeoutException timeout){
      log4j.log("任務越野，將被取消！！");
      future.cancel();
 }

4.FutureTask

FutureTask實現了RunnableFuture接口，提供了即可以使用Runnable來執行任務，又可以使用Future執行任務並取得結果的構造器，所以可以利用FutureTask去封裝Runnable或Callable對象，之后再submit任務

 FutureTask(Callable<V> callable)  
 FutureTask(Runnable runnable, V result)

5.應用

查找包含某關鍵字的文件個數：每個文件啟動一個線程去查找關鍵字

public class FileSearchTask {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        String path = args[0];
        String keyword = args[1];
        int c = 0;
        File[] files = new File(path).listFiles();
        ArrayList<Future<Integer>> rs = new ArrayList<>();
        for(File file: files){  //每個文件啟動一個task去查找
            MatchCount count = new MatchCount();
            count.file = file;
            count.keyword = keyword;
            FutureTask<Integer> task = new FutureTask(count);
            rs.add(task); //將任務返回的結果添加到集合中
            Thread thread = new Thread(task);
            thread.start();
        }

        for(Future<Integer> f: rs){
            c += f.get(); //迭代返回結果並累加
        }
        System.out.println("包含關鍵字的總文件數為：" + c);
    }
}

class  MatchCount implements Callable<Integer>{
    public File file;
    public String keyword;
    private  Integer count = 0;

    public Integer call() throws Exception {   //call封裝線程所需做的任務
        if(search(file))
              count ++;
        return count;
    }

    public boolean search(File file){
        boolean founded = false;
        try(Scanner scanner = new Scanner(new FileInputStream(file))){
            while(!founded && scanner.hasNextLine()){
                if (scanner.nextLine().contains(keyword))
                    founded = true;
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return  founded;
    }
}

 

 Java並發編程相關的例子: https://github.com/MOBIN-F/Thread