转载自Java多线程系列--“JUC线程池”06之 Callable和Future
Callable 和 Future 简介
Callable 和 Future 是比较有趣的一对组合。当我们需要获取线程的执行结果时，就需要用到它们。Callable用于产生结果，Future用于获取结果。
1. Callable
Callable 是一个接口，它只包含一个call()方法。Callable是一个返回结果并且可能抛出异常的任务。
为了便于理解，我们可以将Callable比作一个Runnable接口，而Callable的call()方法则类似于Runnable的run()方法。
Callable的源码如下：
public interface Callable<V> {V call() throws Exception;}
说明：从中我们可以看出Callable支持泛型。
2. Future
Future 是一个接口。它用于表示异步计算的结果。提供了检查计算是否完成的方法，以等待计算的完成，并获取计算的结果。
Future的源码如下：
public interface Future<V> {// 试图取消对此任务的执行。booleancancel(boolean mayInterruptIfRunning)// 如果在任务正常完成前将其取消，则返回 true。booleanisCancelled()// 如果任务已完成，则返回 true。booleanisDone()// 如有必要，等待计算完成，然后获取其结果。V get() throws InterruptedException, ExecutionException;// 如有必要，最多等待为使计算完成所给定的时间之后，获取其结果（如果结果可用）。V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;}
说明： Future用于表示异步计算的结果。它的实现类是FutureTask，在讲解FutureTask之前，我们先看看Callable, Future, FutureTask它们之间的关系图，如下：
说明：
(01) RunnableFuture是一个接口，它继承了Runnable和Future这两个接口。RunnableFuture的源码如下：
public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {void run();}
(02) FutureTask实现了RunnableFuture接口。所以，我们也说它实现了Future接口。
示例和源码分析(基于JDK1.7.0_40)
我们先通过一个示例看看Callable和Future的基本用法，然后再分析示例的实现原理。
import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.Future;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.ExecutionException;class MyCallable implements Callable {@Override public Integer call() throws Exception {int sum = 0;// 执行任务for (int i=0; i<100; i++)sum += i;//return sum; return Integer.valueOf(sum);} }public class CallableTest1 {public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException{//创建一个线程池ExecutorService pool = Executors.newSingleThreadExecutor();//创建有返回值的任务Callable c1 = new MyCallable();//执行任务并获取Future对象 Future f1 = pool.submit(c1);// 输出结果System.out.println(f1.get()); //关闭线程池 pool.shutdown(); }}
运行结果：
4950
结果说明：
在主线程main中，通过newSingleThreadExecutor()新建一个线程池。接着创建Callable对象c1，然后再通过pool.submit(c1)将c1提交到线程池中进行处理，并且将返回的结果保存到Future对象f1中。然后，我们通过f1.get()获取Callable中保存的结果；最后通过pool.shutdown()关闭线程池。
1. submit()
submit()在java/util/concurrent/AbstractExecutorService.java中实现，它的源码如下：
public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {if (task == null) throw new NullPointerException();// 创建一个RunnableFuture对象RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);// 执行“任务ftask” execute(ftask);// 返回“ftask”return ftask;}
说明：submit()通过newTaskFor(task)创建了RunnableFuture对象ftask。它的源码如下：
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {return new FutureTask<T>(callable);}
2. FutureTask的构造函数
FutureTask的构造函数如下：
public FutureTask(Callable<V> callable) {if (callable == null)throw new NullPointerException();// callable是一个Callable对象this.callable = callable;// state记录FutureTask的状态this.state = NEW; // ensure visibility of callable}
3. FutureTask的run()方法
我们继续回到submit()的源码中。
在newTaskFor()新建一个ftask对象之后，会通过execute(ftask)执行该任务。此时ftask被当作一个Runnable对象进行执行，最终会调用到它的run()方法；ftask的run()方法在java/util/concurrent/FutureTask.java中实现，源码如下：
public void run() {if (state != NEW ||!pareAndSwapObject(this, runnerOffset,null, Thread.currentThread()))return;try {// 将callable对象赋值给c。Callable<V> c = callable;if (c != null && state == NEW) {V result;boolean ran;try {// 执行Callable的call()方法，并保存结果到result中。result = c.call();ran = true;} catch (Throwable ex) {result = null;ran = false;setException(ex);}// 如果运行成功，则将result保存if (ran)set(result);}} finally {runner = null;// 设置“state状态标记”int s = state;if (s >= INTERRUPTING)handlePossibleCancellationInterrupt(s);}}
说明：run()中会执行Callable对象的call()方法，并且最终将结果保存到result中，并通过set(result)将result保存。
之后调用FutureTask的get()方法，返回的就是通过set(result)保存的值。
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