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 :

[java] view plaincopy  
 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 :

[java] view plaincopy  
 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 :

[java] view plaincopy  
 /** 
 * @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，

[java] view plaincopy  
 public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V>  

RunnableFuture

[java] view plaincopy  
 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。

[java] view plaincopy  
 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：

[java] view plaincopy  
 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

[java] view plaincopy  
 /** 
  * 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

[java] view plaincopy  
  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);  
     }  
   
 }  