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编程问答

创建线程都有哪些方式？— Callable篇

發布時間：2023/12/10 编程问答 27 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了创建线程都有哪些方式？— Callable篇小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

今天我們來看一道面試題引發的思考

問：創建線程都有哪些方式？

答：我了解的有四種創建方式：

繼承Thread類創建線程類

通過Runnable接口創建線程類

通過Callable和Future創建線程

通過線程池創建

相信大家回答這個問題沒什么難度吧？通常問完創建方式，那么接下來就是問「1、2」跟「3」創建方式的不同了，只要說出「3」有返回值基本這個問題就過了，不管是出于好奇還是疑惑，我們今天來會會這個Callable。

實現Runnable接口或者是繼承Thread，這兩種方式都有個缺點，那就是在線程執行完之后無法獲得返回值，所謂的返回值在這舉個例子，比如有一個下載功能，下載某個界面的所有圖片，圖片下載完之后要返回給用戶用于展示，如果我們采用方式1、2的話，顯然很難實現，所以我們可以采用實現Callbale接口，并用Future接收多線程的執行結果來實現，具體代碼如下：

public class TestCallable {public static void main(String[] args) {DownImgThread demo = new DownImgThread();FutureTask<List<String>> futureTask = new FutureTask<>(demo);new Thread(futureTask).start();try {System.out.println("-----開始獲取圖片-----");List<String> imgs = futureTask.get();for (String img: imgs) {System.out.println("圖片："+img);}System.out.println("-----獲取圖片結束-----");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}}/*** 下載圖片的線程DownImgThread*/ public class DownImgThread implements Callable<List<String>> {@Overridepublic List<String> call() throws Exception {List result = new ArrayList();for (int i = 0; i < 10; i++) {result.add("https://sscai.club/img/a"+i+".jpg");}/*** 模擬3秒的網絡請求操作*/Thread.sleep(3000);return result;} }

執行結果：

-----開始獲取圖片----- 圖片：https://sscai.club/img/a0.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a1.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a2.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a3.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a4.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a5.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a6.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a7.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a8.jpg 圖片：https://sscai.club/img/a9.jpg -----獲取圖片結束-----

通過如上代碼我門來看看Callable和Future是如何使用的，首先DownImgThread類(下載圖片類)實現了Callable接口，接口后面攜帶一個泛型T，這個泛型T將用作返回值，我們來看一下 Callable 的接口定義：

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

如上，Callable接口只有一個 call() 方法，同時 call() 方法有一個返回值 V ，所以上邊我們在實現 call() 方法時才能將返回值返回回去。在 call() 方法內部通過一個「for循環+休眠」模擬了網絡請求的過程，然后將圖片的集合返回。

我們再回到主線程main方法，整體代碼還是比較清晰的，可能小伙伴對FutureTask有點陌生。

在了解FutureTask之前，我們先來了解一下Future。

Future

Future是用來獲取異步計算結果的，這個結果是未來的，只有當結果最終處理完成后才會出現在Future中，我們來看一下Future接口的源碼。

public interface Future<V> {boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);boolean isCancelled();boolean isDone();V get() throws InterruptedException, ExecutionException;V get(long timeout, TimeUnit unit)throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException; }

解讀這5個方法：

boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：如果任務還沒開始，執行cancel(…)方法將返回false；如果任務已經啟動，執行cancel(true)方法將以中斷執行此任務線程的方式來試圖停止任務，如果停止成功，返回true；當任務已經啟動，執行cancel(false)方法將不會對正在執行的任務線程產生影響(讓線程正常執行到完成)，此時返回false；當任務已經完成，執行cancel(…)方法將返回false。mayInterruptRunning參數表示是否中斷執行中的線程。
boolean isCancelled()：如果任務完成前被取消，則返回true。
boolean isDone()：如果任務執行結束，無論是正常結束或是中途取消還是發生異常，都返回true。
V get()：獲取異步執行的結果，如果沒有結果可用，此方法會阻塞直到異步計算完成。
V get(long timeout, TimeUnit unit)：獲取異步執行結果，如果沒有結果可用，此方法會阻塞，但是會有時間限制，如果阻塞時間超過設定的timeout時間，該方法將拋出異常。

總之，Future實際上提供了3種功能：

能夠中斷執行中的任務；

判斷任務是否執行完成；

獲取任務執行完成后的結果。

但是我們必須明白Future只是一個接口，我們無法直接創建對象，因此就需要其實現類FutureTask。

FutureTask

用FutureTask來實現Future，但是這里并不是直接實現的，我們通過一張圖來看一下之間的關系：

FutureTask代碼中對應截圖部分：

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {

FutureTask實現了RunnableFuture接口，然后我們再來看一下RunnableFuture接口：

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> { void run(); }

RunnableFuture同時實現了Runnable、Future這兩個接口，也就是，既可以通過Runnable接口實現線程，也可以通過Fufure取得異步線程執行后的結果，因為實現了Runnable的緣故，那么FutureTask也可以直接提交給Executor執行，Executor接口代碼如下：

public interface Executor {void execute(Runnable command); }

這個地方為什么要提到Executor呢？

我們再回到最上邊寫的那個測試代碼TestCallable中，有這么一行代碼：new Thread(futureTask).start();，這段代碼是用來創建并開啟一個線程，但是問題來了，這種創建線程的方式是有很大弊端的：

每次new Thread新建對象性能差；
線程缺乏統一管理，可能無限制新建線程，相互之間競爭，及可能占用過多系統資源導致死機或OOM;
缺乏更多功能，如定時執行、定期執行、線程中斷。

而通過Executor線程池的方式顯然要效率很高。

至此，我們了解了Callable、Future、FutureTask，同時知道了Future跟FutureTask之間的關系，還間接地了解到FutureTask也可以直接提交給Executor執行，那么我們重新修改一下最開始的代碼：

public class TestCallable {public static void main(String[] args) {/**創建Callable對象任務 **/DownImgThread demo = new DownImgThread();/**創建線程池**/ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();/**提交任務并獲取執行結果**/Future<List<String>> futureTask = executorService.submit(demo);/**關閉線程池**/executorService.shutdown();try {System.out.println("-----開始獲取圖片-----");List<String> imgs = futureTask.get();for (String img: imgs) {System.out.println("圖片："+img);}System.out.println("-----獲取圖片結束-----");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} catch (ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}}

執行結果：

眼尖的小伙伴，估計要開始吐槽創建線程池的方式了，是的阿里巴巴開發規范中強制要求「線程池不允許使用 Executors 去創建，而是通過 ThreadPoolExecutor 的方式」，所以也是給小伙伴留個作業，自己動手修改一下上方代碼吧。

本文首發于博客園：https://www.cnblogs.com/niceyoo/p/13380070.html

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的创建线程都有哪些方式？— Callable篇的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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