Java中的Runnable、Callable、Future、FutureTask的区别与示例

原文地址：http://blog.csdn.net/bboyfeiyu/article/details/24851847

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Java中存在Runnable、Callable、Future、FutureTask这几个与线程相关的类或者接口，在Java中也是比较重要的几个概念，我们通过下面的简单示例来了解一下它们的作用于区别。

Runnable

其中Runnable应该是我们最熟悉的接口，它只有一个run()函数，用于将耗时操作写在其中，该函数没有返回值。然后使用某个线程去执行该runnable即可实现多线程，Thread类在调用start()函数后就是执行的是Runnable的run()函数。Runnable的声明如下 : 

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public interface Runnable {  

    /** 

     * When an object implementing interface <code>Runnable</code> is used 

     * to create a thread, starting the thread causes the object's 

     * <code>run</code> method to be called in that separately executing 

     * thread. 

     * <p> 

     * 

     * @see     java.lang.Thread#run() 

     */  

    public abstract void run();  

}  

Callable

Callable与Runnable的功能大致相似，Callable中有一个call()函数，但是call()函数有返回值，而Runnable的run()函数不能将结果返回给客户程序。Callable的声明如下 :

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public interface Callable<V> {  

    /** 

     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so. 

     * 

     * @return computed result 

     * @throws Exception if unable to compute a result 

     */  

    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客户程序传递进来的V类型。

Future

Executor就是Runnable和Callable的调度容器，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、设置结果操作。get方法会阻塞，直到任务返回结果(Future简介)。Future声明如下
:

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/** 

* @see FutureTask 

 * @see Executor 

 * @since 1.5 

 * @author Doug Lea 

 * @param <V> The result type returned by this Future's <tt>get</tt> method 

 */  

public interface Future<V> {  

  

    /** 

     * Attempts to cancel execution of this task.  This attempt will 

     * fail if the task has already completed, has already been cancelled, 

     * or could not be cancelled for some other reason. If successful, 

     * and this task has not started when <tt>cancel</tt> is called, 

     * this task should never run.  If the task has already started, 

     * then the <tt>mayInterruptIfRunning</tt> parameter determines 

     * whether the thread executing this task should be interrupted in 

     * an attempt to stop the task.     * 

     */  

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);  

  

    /** 

     * Returns <tt>true</tt> if this task was cancelled before it completed 

     * normally. 

     */  

    boolean isCancelled();  

  

    /** 

     * Returns <tt>true</tt> if this task completed. 

     * 

     */  

    boolean isDone();  

  

    /** 

     * Waits if necessary for the computation to complete, and then 

     * retrieves its result. 

     * 

     * @return the computed result 

     */  

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;  

  

    /** 

     * Waits if necessary for at most the given time for the computation 

     * to complete, and then retrieves its result, if available. 

     * 

     * @param timeout the maximum time to wait 

     * @param unit the time unit of the timeout argument 

     * @return the computed result 

     */  

    V get(long timeout, TimeUnit unit)  

        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;  

}  

FutureTask

FutureTask则是一个RunnableFuture<V>，而RunnableFuture实现了Runnbale又实现了Futrue<V>这两个接口，

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public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>  

RunnableFuture

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public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {  

    /** 

     * Sets this Future to the result of its computation 

     * unless it has been cancelled. 

     */  

    void run();  

}  

另外它还可以包装Runnable和Callable<V>， 由构造函数注入依赖。

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public FutureTask(Callable<V> callable) {  

    if (callable == null)  

        throw new NullPointerException();  

    this.callable = callable;  

    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable  

}  

  

public FutureTask(Runnable runnable, V result) {  

    this.callable = Executors.callable(runnable, result);  

    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable  

}  

可以看到，Runnable注入会被Executors.callable()函数转换为Callable类型，即FutureTask最终都是执行Callable类型的任务。该适配函数的实现如下 ：

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public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {  

    if (task == null)  

        throw new NullPointerException();  

    return new RunnableAdapter<T>(task, result);  

}  

RunnableAdapter适配器

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/** 

 * A callable that runs given task and returns given result 

 */  

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;  

    }  

}  

由于FutureTask实现了Runnable，因此它既可以通过Thread包装来直接执行，也可以提交给ExecuteService来执行。

并且还可以直接通过get()函数获取执行结果，该函数会阻塞，直到结果返回。因此FutureTask既是Future、

Runnable，又是包装了Callable( 如果是Runnable最终也会被转换为Callable )， 它是这两者的合体。

简单示例

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 package com.effective.java.concurrent.task;  

  

import java.util.concurrent.Callable;  

import java.util.concurrent.ExecutionException;  

import java.util.concurrent.ExecutorService;  

import java.util.concurrent.Executors;  

import java.util.concurrent.Future;  

import java.util.concurrent.FutureTask;  

  

/** 

 *  

 * @author mrsimple 

 * 

 */  

public class RunnableFutureTask {  

  

    /** 

     * ExecutorService 

     */  

    static ExecutorService mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();  

  

    /** 

     *  

     * @param args 

     */  

    public static void main(String[] args) {  

        runnableDemo();  

        futureDemo();  

    }  

  

    /** 

     * runnable, 无返回值 

     */  

    static void runnableDemo() {  

  

        new Thread(new Runnable() {  

  

            @Override  

            public void run() {  

                System.out.println("runnable demo : " + fibc(20));  

            }  

        }).start();  

    }  

  

    /** 

     * 其中Runnable实现的是void run()方法，无返回值；Callable实现的是 V 

     * call()方法，并且可以返回执行结果。其中Runnable可以提交给Thread来包装下 

     * ，直接启动一个线程来执行，而Callable则一般都是提交给ExecuteService来执行。 

     */  

    static void futureDemo() {  

        try {  

            /** 

             * 提交runnable则没有返回值, future没有数据 

             */  

            Future<?> result = mExecutor.submit(new Runnable() {  

  

                @Override  

                public void run() {  

                    fibc(20);  

                }  

            });  

  

            System.out.println("future result from runnable : " + result.get());  

  

            /** 

             * 提交Callable, 有返回值, future中能够获取返回值 

             */  

            Future<Integer> result2 = mExecutor.submit(new Callable<Integer>() {  

                @Override  

                public Integer call() throws Exception {  

                    return fibc(20);  

                }  

            });  

  

            System.out  

                    .println("future result from callable : " + result2.get());  

  

            /** 

             * FutureTask则是一个RunnableFuture<V>，即实现了Runnbale又实现了Futrue<V>这两个接口， 

             * 另外它还可以包装Runnable(实际上会转换为Callable)和Callable 

             * <V>，所以一般来讲是一个符合体了，它可以通过Thread包装来直接执行，也可以提交给ExecuteService来执行 

             * ，并且还可以通过v get()返回执行结果，在线程体没有执行完成的时候，主线程一直阻塞等待，执行完则直接返回结果。 

             */  

            FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(  

                    new Callable<Integer>() {  

                        @Override  

                        public Integer call() throws Exception {  

                            return fibc(20);  

                        }  

                    });  

            // 提交futureTask  

            mExecutor.submit(futureTask) ;  

            System.out.println("future result from futureTask : "  

                    + futureTask.get());  

  

        } catch (InterruptedException e) {  

            e.printStackTrace();  

        } catch (ExecutionException e) {  

            e.printStackTrace();  

        }  

    }  

  

    /** 

     * 效率底下的斐波那契数列, 耗时的操作 

     *  

     * @param num 

     * @return 

     */  

    static int fibc(int num) {  

        if (num == 0) {  

            return 0;  

        }  

        if (num == 1) {  

            return 1;  

        }  

        return fibc(num - 1) + fibc(num - 2);  

    }  

  

}  

输出结果

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