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Callable和FutureTask的使用

2024-11-30 来源:个人技术集锦

1 Callable 接口

 

接口内部仅有一个call()方法,方法返回类型为接口泛型定义的类型。实现类重写内部方法后,通过Future接口的包装类进行包装,来实现Runable接口,从而能够开启新的线程。与Runable不同的是:Runable执行的run()方法返回值是void,如果在工作需要中需要通过分线程获取执行结果,Runable就不能满足需求了。Callable接口通过泛型能够控制call的返回类型,因此,需要有返回的时候通常使用Callable。

实现类如下图例:(如果call执行中需要参数,可以定义成员变量,通过构造方法进行传输参数)

 

通过FutureTask 包装然后执行:(使用步骤:创建callable的实现类实体对象,然后通过FutureTask进行包装,再将包装后的FutureTask对象作为参数传给线程,调用start方法开启线程。获取步骤:通过调用FutureTask的get()方法进行获取返回结果。get()方法会阻塞当前线程,直到获取结果为止)

 

执行结果:

 

2 FutureTask概念

FutureTask一个可取消的异步计算,FutureTask 实现了Future的基本方法,提供 start cancel 操作,可以查询计算是否已经完成,并且可以获取计算的结果。结果只可以在计算完成之后获取,get方法会阻塞当计算没有完成的时候,一旦计算已经完成,那么计算就不能再次启动或是取消。

一个FutureTask 可以用来包装一个 Callable 或是一个runnable对象。因为FurtureTask实现了Runnable方法,所以一个 FutureTask可以提交(submit)给一个Excutor执行(excution).

3 FutureTask使用场景

FutureTask可用于异步获取执行结果或取消执行任务的场景。通过传入Runnable或者Callable的任务给FutureTask,直接调用其run方法或者放入线程池执行,之后可以在外部通过FutureTask的get方法异步获取执行结果,因此,FutureTask非常适合用于耗时的计算,主线程可以在完成自己的任务后,再去获取结果。另外,FutureTask还可以确保即使调用了多次run方法,它都只会执行一次Runnable或者Callable任务,或者通过cancel取消FutureTask的执行等。

3.1 FutureTask执行多个不相关任务:

当线程需要处理多个任务,比如发送短信,发送邮件,两者互不相干但都消耗大量的运行时间,可以将这多个任务分别交给多个线程来执行。一来避免一处错误造成雪崩(如果最后一个出错需要全部回滚),二来可以解决请求延迟过长的问题。

执行流程:

1、创建callable的实现类,重写call方法(放入业务代码),callable的泛型为call方法返回值类型。

2、在需要用到的地方创建callable的实现类对象,再把callable实现类对象作为参数创建Futuretask对象

3、把futuretask对象作为参数创建新的线程,调用 start方法执行

//3、 与上方3步骤2选1 !!! 调用Executor里面的四种线程池方法中的一种创建ExecutorService对象,把futuretask对象作为参数执行executorService.execute(futuretask对象) 此种方法更佳!!

4、获取结果:futuretask.get();(此方法为阻塞方法,如果分线程未执行完,主线程会阻塞等待直到拿到执行结果)

如下图例:

当需要同时发送邮件和短信等任务的时候,将多个任务交付给多个线程来执行。

用于执行 邮件任务 的Callable实现类,通过调用邮件接口(略去)和相关mapper,进行其余相关操作;

 

用于执行 短信任务 的Callable实现类,通过调用 短信接口(略去)以及短信的mapper,进行其余相关操作;

 

在Service的实现类中,通过创建对应的Callable实现类,通过FutureTask进行包装后,通过ExecutorService 类获得线程池,调用executor.execute(futureTask)异步执行方法。在需要获取结果的时候调用FutureTask 中的get()方法即可;

3.2 FutureTask在高并发环境下确保任务只执行一次

在很多高并发的环境下,往往我们只需要某些任务只执行一次。这种使用情景FutureTask的特性恰能胜任。举一个例子,假设有一个带key的连接池,当key存在时,即直接返回key对应的对象;当key不存在时,则创建连接。对于这样的应用场景,通常采用的方法为使用一个Map对象来存储key和连接池对应的对应关系,典型的代码如下面所示:

private Map<String, Connection> connectionPool = new HashMap<String, Connection>();  
private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();  
 
public Connection getConnection(String key){  
    try{  
        lock.lock();  
        if(connectionPool.containsKey(key)){  
            return connectionPool.get(key);  
        }  
        else{  
            //创建 Connection  
            Connection conn = createConnection();  
            connectionPool.put(key, conn);  
            return conn;  
        }  
    }  
    finally{  
        lock.unlock();  
    }  
}  
 
//创建Connection(根据业务需求,自定义Connection)  
private Connection createConnection(){  
    return null;  
}  

在上面的例子中,我们通过加锁确保高并发环境下的线程安全,也确保了connection只创建一次,然而确牺牲了性能。改用ConcurrentHash的情况下,几乎可以避免加锁的操作,性能大大提高,但是在高并发的情况下有可能出现Connection被创建多次的现象。这时最需要解决的问题就是当key不存在时,创建Connection的动作能放在connectionPool之后执行,这正是FutureTask发挥作用的时机,基于ConcurrentHashMap和FutureTask的改造代码如下:

private ConcurrentHashMap<String,FutureTask<Connection>>connectionPool = new ConcurrentHashMap<String, FutureTask<Connection>>();  
 
public Connection getConnection(String key) throws Exception{  
    FutureTask<Connection>connectionTask=connectionPool.get(key);  
    if(connectionTask!=null){  
        return connectionTask.get();  
    }  
    else{  
        Callable<Connection> callable = new Callable<Connection>(){  
            @Override  
            public Connection call() throws Exception {  
                // TODO Auto-generated method stub  
                return createConnection();  
            }  
        };  
        FutureTask<Connection>newTask = new FutureTask<Connection>(callable);  
        connectionTask = connectionPool.putIfAbsent(key, newTask);  
        if(connectionTask==null){  
            connectionTask = newTask;  
            connectionTask.run();  
        }  
        return connectionTask.get();  
    }  
}  
 
//创建Connection(根据业务需求,自定义Connection)  
private Connection createConnection(){  
    return null;  
}  

经过这样的改造,可以避免由于并发带来的多次创建连接及锁的出现。

其他:

线程池submit()和execute()的区别:(上方用的不合理,建议用submit()!!!!!)

1、方法外观

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

2、execute没有返回值!!!

3、submit可以捕获runnable里的异常

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