背景
我们知道，创建线程类有 2 种方式，一种是直接继承 Thread，另外一种就是实现 Runnable 接口。
这 2 种方式都有一个缺陷就是：在执行完任务之后无法获取执行结果。
如果需要获取执行结果，就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果，这样使用起来就比较麻烦。
而自从 Java 1.5 开始，就提供了 Callable 和 Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。
今天我们就来讨论一下 Callable、Future 和 FutureTask 三个类的使用方法。
Callable 与 Runnable 接口
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> {
/**
* 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。
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。
Future 接口
Future 就是对于具体的 Runnable 或者 Callable 任务的执行结果接口，因此可以通过它进行取消、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 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;
}
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()
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()
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()
表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回 true。
get()
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：
- 判断任务是否完成；
- 能够中断任务；
- 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。
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。
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。
使用示例
1.使用 Callable+Future 获取执行结果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task task = new Task();
Future<Integer> result = executor.submit(task);
executor.shutdown();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程在执行任务");
try {
System.out.println("task运行结果"+result.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有任务执行完毕");
}
}
class Task implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("子线程在进行计算");
Thread.sleep(3000);
int sum = 0;
for(int i=0;i<100;i++)
sum += i;
return sum;
}
}
执行结果
子线程在进行计算
主线程在执行任务
task运行结果4950
所有任务执行完毕
2.使用 Callable+FutureTask 获取执行结果
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Task task = new Task();
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(task);
executor.submit(futureTask);
executor.shutdown();
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e1) {
e1.printStackTrace();
}
System.out.println("主线程在执行任务");
try {
System.out.println("task运行结果"+futureTask.get());
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("所有任务执行完毕");
}
}
class Task implements Callable<Integer>{
@Override
public Integer call() throws Exception {
System.out.println("子线程在进行计算");
Thread.sleep(3000);
int sum = 0;
for(int i=0;i<100;i++)
sum += i;
return sum;
}
}
Reference
- Java并发编程：Callable、Future和FutureTask - https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html