Future详解

一般使用线程池执行任务都是调用的execute方法，这个方法定义在Executor接口中：

public interface Executor {
    void execute(Runnable command);
}

这个方法是没有返回值的，而且只接受Runnable。

那么像得到线程的返回值怎嘛办呢？

在ExecutorService接口中能找到这个方法：

<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);
Future<?> submit(Runnable task);

这个方法接收两种参数，Callable和Runnable。返回值是Future。

下面具体看一下这些是什么东西。

Callable和Runnable

先看一下两个接口的定义：

• Callable

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

• Runnable

  interface Runnable {
      public abstract void run();
  }
  

和明显能看到区别：

1. Callable能接受一个泛型，然后在call方法中返回一个这个类型的值。而Runnable的run方法没有返回值
2. Callable的call方法可以抛出异常，而Runnable的run方法不会抛出异常。

Future

返回值Future也是一个接口，通过他可以获得任务执行的返回值。

定义如下：

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean var1);

    boolean isCancelled();

    boolean isDone();

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    V get(long var1, TimeUnit var3) throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

其中的get方法获取的就是返回值。

来个例子

submit(Callable<T> task)

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
        //创建一个Callable，3秒后返回String类型
        Callable myCallable = new Callable() {
            @Override
            public String call() throws Exception {
                Thread.sleep(3000);
                System.out.println("calld方法执行了");
                return "call方法返回值";
            }
        };
        System.out.println("提交任务之前 "+getStringDate());
        Future future = executor.submit(myCallable);
        System.out.println("提交任务之后，获取结果之前 "+getStringDate());
        System.out.println("获取返回值: "+future.get());
        System.out.println("获取到结果之后 "+getStringDate());
    }
    public static String getStringDate() {
        Date currentTime = new Date();
        SimpleDateFormat formatter = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss");
        String dateString = formatter.format(currentTime);
        return dateString;
    }
}

通过executor.submit提交一个Callable，返回一个Future，然后通过这个Future的get方法取得返回值。

看一下输出：

提交任务之前 12:13:01
提交任务之后，获取结果之前 12:13:01
calld方法执行了
获取返回值: call方法返回值
获取到结果之后 12:13:04

get()方法的阻塞性

通过上面的输出可以看到，在调用submit提交任务之后，主线程本来是继续运行了。但是运行到future.get()的时候就阻塞住了，一直等到任务执行完毕，拿到了返回的返回值，主线程才会继续运行。

这里注意一下，他的阻塞性是因为调用get()方法时，任务还没有执行完，所以会一直等到任务完成，形成了阻塞。

任务是在调用submit方法时就开始执行了，如果在调用get()方法时，任务已经执行完毕，那么就不会造成阻塞。

下面在调用方法前先睡4秒，这时就能马上得到返回值。

System.out.println("提交任务之前 "+getStringDate());
Future future = executor.submit(myCallable);
System.out.println("提交任务之后 "+getStringDate());
Thread.sleep(4000);
System.out.println("已经睡了4秒,开始获取结果 "+getStringDate());
System.out.println("获取返回值: "+future.get());
System.out.println("获取到结果之后 "+getStringDate());

提交任务之前 12:36:04
提交任务之后 12:36:04
calld方法执行了
已经睡了4秒,开始获取结果 12:36:08
获取返回值: call方法返回值
获取到结果之后 12:36:08

可以看到吗，因为睡了4秒，任务已经执行完毕，所以get方法立马就得到了结果。

同样的原因，submit两个任务时，总阻塞时间是最长的那个。

例如，有两个任务，一个3秒，一个5秒。

Callable myCallable = new Callable() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(5000);
        System.out.println("calld方法执行了");
        return "call方法返回值";
    }
};
Callable myCallable2 = new Callable() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(3000);
        System.out.println("calld2方法执行了");
        return "call2方法返回值";
    }
};
System.out.println("提交任务之前 "+getStringDate());
        Future future = executor.submit(myCallable);
        Future future2 = executor.submit(myCallable2);
        System.out.println("提交任务之后 "+getStringDate());
        System.out.println("开始获取第一个返回值 "+getStringDate());
        System.out.println("获取返回值: "+future.get());
        System.out.println("获取第一个返回值结束，开始获取第二个返回值 "+getStringDate());
        System.out.println("获取返回值2: "+future2.get());
        System.out.println("获取第二个返回值结束 "+getStringDate());

输出

提交任务之前 14:14:47
提交任务之后 14:14:48
开始获取第一个返回值 14:14:48
calld2方法执行了
calld方法执行了
获取返回值: call方法返回值
获取第一个返回值结束，开始获取第二个返回值 14:14:53
获取返回值2: call2方法返回值
获取第二个返回值结束 14:14:53

获取第一个结果阻塞了5秒，所以获取第二个结果立马就得到了。

submit(Runnable task)

因为Runnable是没有返回值的，所以如果submit一个Runnable的话，get得到的为null：

Runnable myRunnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " run time: " + System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
};

Future future = executor.submit(myRunnable);
        System.out.println("获取的返回值： "+future.get());

输出为：

pool-1-thread-1 run time: 1493966762524
获取的返回值： null

submit(Runnable task, T result)

虽然submit传入Runnable不能直接返回内容，但是可以通过submit(Runnable task, T result)传入一个载体，通过这个载体获取返回值。这个其实不能算返回值了，是交给线程处理一下。

先新建一个载体类Data：

public static class Data {
    String name;
    String sex;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
}

然后在Runnable的构造方法中传入：

static class MyThread implements Runnable {
    Data data;

    public MyThread(Data name) {
        this.data = name;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            Thread.sleep(2000);
            System.out.println("线程  执行:");
            data.setName("新名字");
            data.setSex("新性别");
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

然后调用：

Data data = new Data();
Future<Data> future = executor.submit(new MyThread(data), data);
System.out.println("返回的结果  name: " + future.get().getName()+", sex: "+future.get().getSex());
System.out.println("原来的Data  name: " + data.getName()+", sex: "+data.getSex());

输出：

线程  执行:
返回的结果  name: 新名字, sex: 新性别
原来的Data  name: 新名字, sex: 新性别

发现原来的data也变了。

get(long var1, TimeUnit var3)

前面都是用的get()方法获取返回值，那么因为这个方法是阻塞的，有时需要等很久。所以有时候需要设置超时时间。

get(long var1, TimeUnit var3)这个方法就是设置等待时间的。

如下面的任务需要5秒才能返回结果：

Callable myCallable = new Callable() {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        Thread.sleep(5000);
        return "我是结果";
    }
};

使用get:

Future future1 = executor.submit(myCallable);
System.out.println("开始拿结果 "+getStringDate());
System.out.println("返回的结果是： "+future1.get()+ " "+getStringDate());
System.out.println("结束拿结果 "+getStringDate());

输出是：

开始拿结果 16:00:43
返回的结果是： 我是结果 16:00:48
结束拿结果 16:00:48

现在要求最多等3秒，拿不到返回值就不要了，所以用get(long var1, TimeUnit var3)这个方法

方法的第一个参数是长整形数字，第二个参数是单位，跟线程池ThreadPoolExecutor的构造方法里一样的。

Future future1 = executor.submit(myCallable);
System.out.println("开始拿结果 "+getStringDate());
try {
    System.out.println("返回的结果是： "+future1.get(3, TimeUnit.SECONDS)+ " "+getStringDate());
} catch (TimeoutException e) {
    e.printStackTrace();
    System.out.println("超时了 "+getStringDate());
}
System.out.println("结束拿结果 "+getStringDate());

然后输出是

过了三秒就抛出超时异常了，主线程继续运行，不会再继续阻塞。

异常

使用submit方法还有一个特点就是，他的异常可以在主线程中catch到。

而使用execute方法执行任务是捕捉不到异常的。

用下面这个Runnable来说,这个 里面一定会抛出一个异常

Runnable myRunnable = new Runnable() {
    @Override
    public void run() {
        executor.execute(null);
    }
};

使用execute

这里如果捕捉到异常，只打印一行异常信息。

try {
            executor.execute(myRunnable);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("抓到异常 "+e.getMessage());
        }

输出

并没有出现抓到异常哪行日志。而且这个异常输出是在线程pool-1-thread-1中，并不是在主线程中。说明主线程的catch不能捕捉到这个异常。

使用submit

try {
           Future future1= executor.submit(myCallable);
            future1.get();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("抓到异常 "+e.getMessage());
        }

输出

 

这个就能抓到异常了。