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Java中的Future获取任务返回值详解

2023-12-22 09:24:15 作者：Java面试365

这篇文章主要介绍了Java中的Future获取任务返回值详解,在向线程池ThreadPoolExecutor提交任务时,一般为了方便操作采用execute提交任务,这时线程其实是无返回值的,需要的朋友可以参考下

Future获取任务返回值

submit方法签名

在向线程池ThreadPoolExecutor提交任务时，一般为了方便操作采用execute提交任务，这时线程其实是无返回值的，但是在生产中为了应对各种各样的需求，获取线程返回值是必不可少的，所以SDK提供另一种任务提交方式submit，方法签名如下

// 提交Runnable任务
Future<?> submit(Runnable task);
// 提交Callable任务
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
// 提交Runnable任务及结果引用  
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

很明显三个submit提交任务的返回值都是Future，其实Future是一个接口，Future内部提供五大方法

// 任务取消操作 参数是允许中断正在运行的线程
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
// 判断任务是否取消
boolean isCancelled();
// 判断任务是否结束
boolean isDone();
// 阻塞式的获取任务返回结果
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
// 支持超时功能
V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;

需要注意的是，两个get都是阻塞式获取线程返回结果的，所以当调用get后，调用线程就会睡眠，只有当任务返回结果后才会唤醒线程往下执行。

submit方法说明

submit的三大提交方法是有所不同的，不同的场景对应不同的方法。

submit(Runnable task)方法参数是Runnable接口，实现Runnable的线程是没有返回值的，所以这个submit虽然能够返回Future对象，调用其get方法还是返回null值的，Future只能当断言使用，类似于Thread.join方法。
submit(Callable task)方法参数是Callable接口（线程如果实现Callable接口，那么要求实现call()方法，这个方法支持返回值），显然实现Callable的线程是能够返回值的，所以这个submit能够返回Future对象，同时调用get方法还能得到返回值。
Future submit(Runnable task, T result);这个方法的签名稍微有点复杂，和第一种提交方式相比多了result对象，这个对象其实就是后面Future.get出来的返回值，result可以认为是主线程和子线程的桥梁，通过result实现主线程和子线程的通信，可能这样说还是有些模糊，可以参考如下示例思考。

public class Test4 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
        Apple apple = new Apple("red apple",5999.9);
        System.out.println("调用前==" +apple);
        Task task = new Task(apple);
        Future<Apple> submit = executor.submit(task, apple);
        // 阻塞式获取
        Apple result = submit.get();
        System.out.println("调用前==" + result);
    }
}
// 实现线程方法
class Task implements Runnable{
    // 非常重要的一般 相当于是参数传递的形式，可以到线程中修改
    Apple apple;
    public Task(Apple apple){
        this.apple = apple;
    }
    @Override
    public void run() {
        // 在线程中可以操作传入的对象
        apple.setName("green apple");
        System.out.println("操作Apple");
    }
}
class Apple{
    private String name;
    private double price;
    public Apple(String name,double price){
        this.name = name;
        this.price = price;
    }
	// 省略get set方法 以及toString方法
}

返回结果如下

Future的实现-FutureTask

Future只是一个接口，有接口了必须介绍下它的具体实现FutureTask，FutureTask是一个工具类，这个工具类有两个构造函数，签名如下

public FutureTask(Callable<V> callable)
public FutureTask(Runnable runnable, V result)

FutureTask实现了Runnable,和Future接口，由于现实了Runnable接口，所以FutureTask可以作为参数提交给线程池ThreadPoolExecutor，也可以作为构造参数传递给Thread，而FutureTask还实现了Future就可以获取线程的返回值，所以我们可以得到FutureTask的两种用法。

方法一：作为参数提交到线程池中执行。

// 定义对象
FutureTask<Integer> task = new FutureTask(()->{
    return 1+2;
});
// 定义线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);
// 不要使用这里的返回值，就算是FutureTask实现了Future对象，
// 但是Future也现实了Runnable接口返回值为空
Future<?> submit = executorService.submit(task);
// 返回值获取
System.out.println(task.get());
executorService.shutdown();

方法二：作为构造参数传递给Thread

// 定义对象
FutureTask<Integer> task = new FutureTask(()->{
    return 1+2;
});
// 线程构造方法，传入Runnable的子类
Thread thread = new Thread(task);
thread.start();
System.out.println(task.get());

FutureTask的实战

在数学家华罗庚的文章中提出烧水泡茶的最优解，如下所示

用到编程世界中，那么将上述最优解可以拆分为两个线程去执行

线程A需要完成洗水壶，烧水的工作，完成后等待线程B将洗茶壶，洗茶杯，拿茶叶三个步骤做完，所以线程A在内部需要等待线程B执行完毕才能完成最后泡茶的工作，这里可以采用Thread.join，CountDownLatch，Future都可以实现，以Future为例。

public class UseFutureTask {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 定义线程B的执行
        FutureTask<String> futureTaskB = new FutureTask<>(new ThreadB());
        // 定义线程A的执行
        FutureTask futureTaskA = new FutureTask(new ThreadA(futureTaskB),null);
        // 线程执行
        Thread threadA = new Thread(futureTaskA);
        Thread threadB = new Thread(futureTaskB);
        threadA.start();
        threadB.start();
        futureTaskA.get();
    }
}
// 用于线程A 完成洗水壶 烧水
class ThreadA implements Runnable {
    FutureTask<String> futureTask;
    public ThreadA(FutureTask<String> futureTask){
        this.futureTask = futureTask;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            System.out.println("ThreadA 洗水壶");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            System.out.println("ThreadA 烧水");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(15);
            // 需要获取线程B的茶叶
            String teaName = futureTask.get();
            System.out.println("ThreadA 泡茶===="+teaName);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
// 用于线程B 完成洗茶壶 洗茶杯 拿茶叶 需要返回茶叶的
class ThreadB implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        System.out.println("ThreadB 洗茶壶");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        System.out.println("ThreadB 洗茶杯");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
        System.out.println("ThreadB 拿茶叶");
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
        return "铁观音";
    }
}

执行结果

到此这篇关于Java中的Future获取任务返回值详解的文章就介绍到这了,更多相关Future获取任务返回值内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！