Callable和Future浅析

从java5开始，java提供了Callable接口，Callable接口提供了一个call方法可以作为线程的执行体，但call方法比run方法功能更加强大。主要体现在：

1.call方法可以有返回值；

2.call方法可以声明抛出异常。

因此我们完全可以提供一个Callable对象作为Thread的target，而该线程的线程执行体就是该Callable对象的call方法，问题是：Callable接口是java5新增的接口，而且它并没有继承Runnable接口，所以Callable接口不可以直接作为Thread的target，而且call方法还有一个返回值，那么我们如何获取call方法的返回值呢?java5提供了Future接口代表Callable接口里call方法的返回值，FutureTask是Future的实现类，FutureTask实现了Runnable接口，所以创建线程时，可以将FutureTask传入，另外，FutureTask创建时需要一个Callable参数，所以这样一来，Callable就和Thread挂钩了，Thread实际执行的是Callable的call方法，而其返回值由FutureTask获取，调用其get方法即可获得返回值。

示例代码：

Callable<Integer> c = new Callable<Integer>()
		{
			@Override
			public Integer call() throws Exception
			{
				System.out.println("running...");
				Thread.sleep(2000);
				return 215;
			}
		};
		FutureTask<Integer> task = new FutureTask<>(c);
		new Thread(task).start();
		try
		{
			System.out.println("result  : "+task.get());
		}
		catch (InterruptedException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
		catch (ExecutionException e)
		{
			e.printStackTrace();
		}
	}

上面说到可以调用FutureTask方法获取call的返回值，那么如果call方法是个耗时操作，调用get方法的线程岂不是得一直等着call结束么？恩，确实是这样。调用get方法的线程会阻塞。

下面从源码角度简单分析下Callable和Future：

Callable方法没啥好说的，只有一个call方法,作为线程的执行体。

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

FutureTask类实现了RunnableFuture接口，而RunnableFuture继承了Runnable和Future接口：

Runnable接口大家都很熟悉，那么这个Future接口提供了什么样的方法呢？

public interface Future<V> {
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);//取消Future里面关联的call方法
    boolean isCancelled();//任务是否取消
    boolean isDone();//任务是否完成
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;//获取call方法的结果
    V get(long timeout, TimeUnit unit)//设置超时时间，超过此时间未收到结果将抛出异常
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

我们都知道，当Thread被start之后，会调用Thread的run方法，而Thread的run方法逻辑如下：

 @Override
    public void run() {
        if (target != null) {
            target.run();
        }
    }

即判断是否传入了Runnable类型的target，如果有，将会执行Runnable的run方法，这里我们传入的是FutureTask，所以会调用FutureTask类的run方法：

  public void run() {
        sync.innerRun();
    }

只有一行代码，调用了sync类的innerRun方法，sync为FutureTask的内部类，我们继续追踪此方法的实现：

void innerRun() {
            if (!compareAndSetState(READY, RUNNING))
                return;
            runner = Thread.currentThread();
            if (getState() == RUNNING) { // recheck after setting thread
                V result;
                try {
                    result = callable.call();//调用的是callable的call方法
                } catch (Throwable ex) {
                    setException(ex);
                    return;
                }
                set(result);
            } else {
                releaseShared(0); // cancel
            }
        }

innerRun方法中果然还是调用了callable的call方法，并将结果赋给result变量。

再看FutureTask的get方法：

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        return sync.innerGet();
    }

调用的是sync的innerGet方法：

 V innerGet() throws InterruptedException, ExecutionException {
            acquireSharedInterruptibly(0);
            if (getState() == CANCELLED)
                throw new CancellationException();
            if (exception != null)
                throw new ExecutionException(exception);
            return result;
        }

返回了result变量。