1. Callable、Future、RunnableFuture、FutureTask的继承关系
在多线程编程中,我们一般通过一个实现了Runnable接口的对象来创建一个线程,这个线程在内部会执行Runnable对象的run方法。如果说我们创建一个线程来完成某项工作,希望在完成以后该线程能够返回一个结果,但run方法的返回值是void类型,直接实现run方法并不可行,这时我们就要通过FutureTask类来间接实现。
FutureTask实现了RunnableFuture接口,而RunnableFuture接口实际上仅仅是Runnable接口和Future接口的合体。Future接口提供取消任务、检测任务是否执行完成、等待任务执行完成获得结果等方法。从图中可以看出,FutureTask类中的run方法已经实现好了(图中的代码仅仅是核心代码),这个run方法实际上就是调用了由构造函数传递进来的call方法,并将返回值存储在FutureTask的私有数据成员outcome中。这样一来我们将FutureTask传递给一个Thread时,表面上我们仍然执行的是run,但在run方法的内部实际上执行的是带有返回值的call方法,这样即使得java多线程的执行框架保持不变,又实现了线程完成后返回结果的功能。同时FutureTask又将结果存储在outcome中,我们可以通过调用FutureTask对象的get方法获取outcome(也就是call方法的返回结果)。
Future接口功能介绍 | |
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning); | 功能:设置线程的中断标志位 参数:mayInterruptIfRunning为ture,如果线程可以取消则设置线程的中断标志位 返回值:若线程已经完成,返回false;否则返回true 注意:要实现取消线程执行的功能,call函数需要在循环条件中检查中断标志位,以跳出循环 |
boolean isCancelled(); | 判断线程是否取消 |
boolean isDone(); | 线程执行完成,返回true;如果cancel方法返回true,则该方法也返回true |
V get() throws InterruptedException, ExecutionException; | 获取call方法的返回结果,如果call方法没有执行完成,则会阻塞当前线程,直到call方法执行完毕,才被唤醒 |
V get(long timeout, TimeUnit unit) | 设置时限的get方法。 |
2. Future及FutureTask的使用
Future以及FutureTask是线程池实现的基础元素,但不是说Future及FutureTask只能在线程池中才能使用,下面的例子就说明了FutureTask独立使用的情况。在这个例子中,我们首先随机产生了2000个整数存于数组中,然后创建了两个线程,一个线程寻找前1000个数的最大值,另个一线程寻找后1000个数的最大值。主线程比较这两个线程的返回结果来确定这2000个数的最大值值。
3. FutureTask的实现原理
构造函数
FutureTask有两个构造函数,通常来说我们使用第一个构造函数。这里要强调一下第二个构造函数,它有两个类型参数,分别是Runnable类型和泛型V,然后由这两个构造一个Callable对象。当线程运行结束以后会返回由构造函数传递进来的这个泛型result对象,也就是说返回的值并不是通过运行得到的,而是由构造函数获取的一个指定的对象。
重要数据成员
state表明了线程运行call方法的状态,初始状态为0,完成后由run方法将其设置为1。通过get方法获取结果时就必须检查state的值,如果该值为0,表明需要等待该结果,get方法就会将当前线程阻塞。
outcome表示了call方法的返回结果
runner表示运行FutureTask方法的线程,其值会在run方法中进行初始化
waiters指向了因获取结果而等待的线程组成的队列
重要方法
从代码中可以看出run方法中调用了从构造函数传递来的call方法。
当call方法执行完毕后,run方法调用又调用了set方法,它主要实现两个功能,一个是将结果赋值给outcome,另一个是通过finishCompletion唤醒由调用此FutureTask对象的get方法而阻塞的线程
在get方法中首先判断了state的值,如果call方法还未完成,就会通过awaitDone来阻塞自己。
在cannel方法中,如果允许对线程中断,则设置该线程的中断标志位,并通过finishCompletion方法唤醒因等待结果而阻塞的线程。
参考文章
[1] http://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3949310.html
[2] http://www.open-open.com/lib/view/open1384351141649.html