Runnable、Callable、Executor、Future、FutureTask關係解讀

idaretobe發表於2015-01-13

在再度溫習Java5的併發程式設計的知識點時發現，首要的就是把Runnable、Callable、Executor、Future等的關係搞明白，遂有了下述小測試程式，通過這個例子上述三者的關係就一目瞭然了。

在java5以後，一個可以排程執行的執行緒單元可以有三種方式定義：

Thread、Runnable、Callable，其中Runnable實現的是void run()方法，Callable實現的是 V call()方法，並且可以返回執行結果，其中Runnable可以提交給Thread來包裝下，直接啟動一個執行緒來執行，而Callable則一般都是提交給ExecuteService來執行。

簡單來說，Executor就是Runnable和Callable的排程容器，Future就是對於具體的排程任務的執行結果進行檢視，最為關鍵的是Future可以檢查對應的任務是否已經完成，也可以阻塞在get方法上一直等待任務返回結果。Runnable和Callable的差別就是Runnable是沒有結果可以返回的，就算是通過Future也看不到任務排程的結果的。 

[java] view plaincopy
  1. /** 
  2.  * 通過簡單的測試程式來試驗Runnable、Callable通過Executor來排程的時候與Future的關係 
  3.  */  
  4. package com.hadoop.thread;  
  5.   
  6. import java.util.concurrent.Callable;  
  7. import java.util.concurrent.ExecutorService;  
  8. import java.util.concurrent.Executors;  
  9. import java.util.concurrent.Future;  
  10.   
  11. public class RunnableAndCallable2Future {  
  12.   
  13.     public static void main(String[] args) {  
  14.   
  15.         // 建立一個執行任務的服務  
  16.         ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);  
  17.         try {  
  18.             //1.Runnable通過Future返回結果為空  
  19.             //建立一個Runnable，來排程，等待任務執行完畢，取得返回結果  
  20.             Future<?> runnable1 = executor.submit(new Runnable() {  
  21.                 @Override  
  22.                 public void run() {  
  23.                     System.out.println("runnable1 running.");  
  24.                 }  
  25.             });  
  26.             System.out.println("Runnable1:" + runnable1.get());  
  27.   
  28.             // 2.Callable通過Future能返回結果  
  29.             //提交併執行任務，任務啟動時返回了一個 Future物件，  
  30.             // 如果想得到任務執行的結果或者是異常可對這個Future物件進行操作  
  31.             Future<String> future1 = executor.submit(new Callable<String>() {  
  32.                 @Override  
  33.                 public String call() throws Exception {  
  34.                     // TODO Auto-generated method stub  
  35.                     return "result=task1";  
  36.                 }  
  37.             });  
  38.             // 獲得任務的結果，如果呼叫get方法，當前執行緒會等待任務執行完畢後才往下執行  
  39.             System.out.println("task1: " + future1.get());  
  40.   
  41.             //3. 對Callable呼叫cancel可以對對該任務進行中斷  
  42.             //提交併執行任務，任務啟動時返回了一個 Future物件，  
  43.             // 如果想得到任務執行的結果或者是異常可對這個Future物件進行操作  
  44.             Future<String> future2 = executor.submit(new Callable<String>() {  
  45.                 @Override  
  46.                 public String call() throws Exception {               
  47.                     try {  
  48.                         while (true) {  
  49.                             System.out.println("task2 running.");  
  50.                             Thread.sleep(50);  
  51.                         }  
  52.                     } catch (InterruptedException e) {  
  53.                         System.out.println("Interrupted task2.");  
  54.                     }  
  55.                     return "task2=false";  
  56.                 }  
  57.             });  
  58.               
  59.             // 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  
  60.             Thread.sleep(10);  
  61.             System.out.println("task2 cancel: " + future2.cancel(true));  
  62.   
  63.             // 4.用Callable時丟擲異常則Future什麼也取不到了  
  64.             // 獲取第三個任務的輸出，因為執行第三個任務會引起異常  
  65.             // 所以下面的語句將引起異常的丟擲  
  66.             Future<String> future3 = executor.submit(new Callable<String>() {  
  67.   
  68.                 @Override  
  69.                 public String call() throws Exception {  
  70.                     throw new Exception("task3 throw exception!");  
  71.                 }  
  72.   
  73.             });  
  74.             System.out.println("task3: " + future3.get());  
  75.         } catch (Exception e) {  
  76.             System.out.println(e.toString());  
  77.         }  
  78.         // 停止任務執行服務  
  79.         executor.shutdownNow();  
  80.     }  
  81. }  

執行結果如下：

[plain] view plaincopy
  1. runnable1 running.  
  2. Runnable1:null  
  3. task1: result=task1  
  4. task2 running.  
  5. task2 cancel: true  
  6. Interrupted task2.  
  7. java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.Exception: Bad flag value!  

FutureTask則是一個RunnableFuture<V>，即實現了Runnbale又實現了Futrue<V>這兩個介面，另外它還可以包裝Runnable和Callable<V>，所以一般來講是一個符合體了，它可以通過Thread包裝來直接執行，也可以提交給ExecuteService來執行，並且還可以通過v get()返回執行結果，線上程體沒有執行完成的時候，主執行緒一直阻塞等待，執行完則直接返回結果。

[java] view plaincopy
  1. public class FutureTaskTest {  
  2.   
  3.     /** 
  4.      * @param args 
  5.      */  
  6.     public static void main(String[] args) {  
  7.         Callable<String> task = new Callable<String>() {  
  8.             public String call() {  
  9.                 System.out.println("Sleep start.");  
  10.                 try {  
  11.                     Thread.sleep(1000 * 10);  
  12.                 } catch (InterruptedException e) {  
  13.                     // TODO Auto-generated catch block  
  14.                     e.printStackTrace();  
  15.                 }  
  16.                 System.out.println("Sleep end.");  
  17.                 return "time=" + System.currentTimeMillis();  
  18.             }  
  19.         };  
  20.           
  21.         //直接使用Thread的方式執行  
  22.         FutureTask<String> ft = new FutureTask<String>(task);  
  23.         Thread t = new Thread(ft);  
  24.         t.start();  
  25.         try {  
  26.             System.out.println("waiting execute result");  
  27.             System.out.println("result = " + ft.get());  
  28.         } catch (InterruptedException e) {  
  29.             // TODO Auto-generated catch block  
  30.             e.printStackTrace();  
  31.         } catch (ExecutionException e) {  
  32.             // TODO Auto-generated catch block  
  33.             e.printStackTrace();  
  34.         }  
  35.           
  36.         //使用Executors來執行  
  37.         System.out.println("=========");  
  38.         FutureTask<String> ft2 = new FutureTask<String>(task);  
  39.         Executors.newSingleThreadExecutor().submit(ft2);  
  40.         try {  
  41.             System.out.println("waiting execute result");  
  42.             System.out.println("result = " + ft2.get());  
  43.         } catch (InterruptedException e) {  
  44.             // TODO Auto-generated catch block  
  45.             e.printStackTrace();  
  46.         } catch (ExecutionException e) {  
  47.             // TODO Auto-generated catch block  
  48.             e.printStackTrace();  
  49.         }  
  50.           
  51.     }  
  52. }  

執行結果如下：

[java] view plaincopy
  1. waiting execute result  
  2. Sleep start.  
  3. Sleep end.  
  4. result = time=1370844662537  
  5. =========  
  6. waiting execute result  
  7. Sleep start.  
  8. Sleep end.  
  9. result = time=1370844672542  

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