05. 异步线程创建-Callable 方式

た入场券 2024-04-17 21:43 62阅读 0赞

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## 1. Callable 方式 ##

Callable 方式最主要的特点就是可以阻塞式获取子线程执行结果, 也就是说对于长耗时的任务，可以放到子线程中执行, 而主线程去执行其它任务. 当主线程执行完其它任务之后, 需要获取子线程任务返回结果时, 如果子线程没有执行完, 主线程会阻塞, 等子线程执行完之后, 再继续执行.

### 1.1 Callable 特点 ###

*  面向接口编程, 松耦合设计
 *  在多线程模式下，可实现对象资源共享. 但是需要注意使用原子类变量AtomicXXX
 *  不能独立运行, 需绑定在Thread实例上运行
 *  有返回值, 主线程可等待异步线程执行结果, 可捕获异步线程异常

### 1.2 使用步骤 ###

1.  自定义Callable 子类, 并创建子类实例. 可使用普通类, 匿名内部类, lambda 表达式等方式
2.  创建异步任务, Future 接口实例
3.  创建线程, 绑定Future任务, 并启动异步线程
4.  阻塞获取异步线程结果

### 1.3 适用场景 ###

*  主线程需要等待异步任务执行结束时
 *  主线程获取异步任务执行结果时
 *  主线程需要捕获异步线程异常时
 *  主线程需要

### 1.4 Future API ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">方法签名</th> 
   <th align="left">方法描述</th> 
   <th align="left">参数</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)</td> 
   <td align="left">取消异步任务.</td> 
   <td align="left">如过正在运行, 是否强制取消</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean isCancelled()</td> 
   <td align="left">子线程是否被取消</td> 
   <td align="left">无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">boolean isDone()</td> 
   <td align="left">子线程是否结束, 子线程被取消也会返回true</td> 
   <td align="left">无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">V get()</td> 
   <td align="left">获取异步线程返回结果, 如果线程被取消或执行过程抛出异常, 则会抛出异常</td> 
   <td align="left">无</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">V get(long timeout, TimeUnit unit)</td> 
   <td align="left">获取异步线程返回结果, 指定阻塞时间, 超时抛出异常</td> 
   <td align="left">阻塞等待时间</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2. 场景示例 ##

### 2.1 主线程等待异步线程结束 ###

*  异步线程执行长耗时任务时, 主线程不阻塞, 继续执行任务
 *  主线程获取异步线程执行结果时, 如果异步线程未结束或进行阻塞
 *  异步线程执行过程抛出异常时, 主线程可在获取异步线程执行结果时捕获

public static void main(String[] args){ 
    
        // 1. 创建Callable 实例
        Callable callable =new Callable<String>(){ 
            public String call() throws Exception { 
                String time = Thread.currentThread().getName() + "-" + LocalDateTime.now().toString();
    
                Thread.sleep(5000);
    
                System.out.println("子线程计算完毕:" + time);
                return time;
            }
        };
    
        // 2. 创建异步任务
        FutureTask<String> future = new FutureTask<>(callable);
    
        // 3. 创建线程并绑定异步任务
        Thread thread = new Thread(future);
    
        // 4. 启动异步线程
        thread.start();
    
        // 5. 主线程无阻塞继续执行任务
        System.out.println("主线程执行其它任务...");
    
        // 6. 阻塞获取异步任务结果
        try { 
            String result = future.get();
            System.out.println("result:" + result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { 
            e.printStackTrace();
        }
    
    }

### 2.2 主线程捕获异步线程异常 ###

主线程在获取异步线程执行结果时, 会捕获到异步线程的异常

public static void main(String[] args){ 
    
        // 1. 创建Callable 实例
        Callable callable =new Callable<String>(){ 
            public String call() throws Exception { 
                // 抛出异常
                int a = 1/0;
                return null;
            }
        };
    
        // 2. 创建异步任务
        FutureTask<String> future = new FutureTask<>(callable);
    
        // 3. 创建线程并绑定异步任务
        Thread thread = new Thread(future);
    
        // 4. 启动异步线程
        thread.start();
    
        // 5. 阻塞获取异步任务结果
        try { 
            String result = future.get();
            System.out.println("result:" + result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) { 
            System.out.println("主线程捕获到子线程异常: " + e.getMessage());
        }
    
    }

### 2.3 主线程取消异步线程 ###

*  当异步线程正在执行时, 主线程可主动取消异步任务.
 *  取消任务时如果设置为true, 则表示强制取消, 无论异步任务是否在运行. 如果设置为false, 则表示如果异步任务已经开始运行，则不进行取消.

public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
    
        // 1. 创建Callable 实例
        Callable callable =new Callable<String>(){ 
            public String call() throws Exception { 
                String time = Thread.currentThread().getName() + "-" + LocalDateTime.now().toString();
    
                Thread.sleep(5000);
    
                System.out.println("子线程计算完毕:" + time);
                return time;
            }
        };
    
        // 2. 创建异步任务
        FutureTask<String> future = new FutureTask<>(callable);
    
        // 3. 创建线程并绑定异步任务
        Thread thread = new Thread(future);
    
        // 4. 启动异步线程
        thread.start();
    
        // 5. 主线程无阻塞继续执行任务
        System.out.println("主线程执行其它任务...");
    
        // 休眠2秒
        Thread.sleep(2000l);
    
        // 强制结束异步线程
        future.cancel(true);
    
        // 6. 阻塞获取异步任务结果
        try { 
            String result = future.get();
            System.out.println("result:" + result);
        } catch (Exception e) { 
            System.out.println("主线程捕获到异步线程异常: " + e.getMessage());
            System.out.println("异步线程: isDone:" + future.isDone() + ", isCancle:" + future.isCancelled());
            e.printStackTrace();
        }
    
    }

[java]: https://blog.csdn.net/zongf0504/article/details/100186060