java--线程Callable接口

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异步运算考虑使用Callable接口

多线程应用有两种实现方式,一种是实现Runnable接口,另一种是继承Thread类,这两个方法都有缺点:run方法没有返回值,不能抛出异常(这两个缺点归根到底是Runnable接口的缺陷,Thread类也实现了Runnable接口),如果需要知道一个线程的运行结果就需要用户自行设计,线程类本身也不能提供返回值和异常。但是从Java1.5开始引入了一个新的接口Callable,它类似于Runnable接口,实现它就可以实现多线程任务,Callable的接口定义如下:

public interface Callable<V> {
    /**
     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
     *
     * @return computed result
     * @throws Exception if unable to compute a result
     */
    V call() throws Exception;
}

实现Callable接口的类,只是表明它是一个可调用的任务,并不表示它具有多线程运算能力,还是需要执行器来执行的,我们先编写一个任务类,代码如下: 

//税款计算器
class TaxCalculator implements Callable<Integer> {
    // 本金
    private int seedMoney;

    // 接收主线程提供的参数
    public TaxCalculator(int _seedMoney) {
        seedMoney = _seedMoney;
    }

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        // 复杂计算,运行一次需要2秒
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(2000);
        return seedMoney / 10;
    }
}

这里模拟了一个复杂运算:税款计算器,该运算可能要花费10秒钟的时间,此时不能让用户一直等着吧,需要给用户输出点什么,让用户知道系统还在运行,这也是系统友好性的体现:用户输入即有输出,若耗时较长,则显示运算进度。如果我们直接计算,就只有一个main线程,是不可能有友好提示的,如果税金不计算完毕,也不会执行后续动作,所以此时最好的办法就是重启一个线程来运算,让main线程做进度提示,代码如下:

public static void main(String[] args) throws InterruptedException,
            ExecutionException {
        // 生成一个单线程的异步执行器
        ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
        // 线程执行后的期望值
        Future<Integer> future = es.submit(new TaxCalculator(100));
        while (!future.isDone()) {
            // 还没有运算完成,等待200毫秒
            TimeUnit.MICROSECONDS.sleep(200);
            // 输出进度符号
            System.out.print("*");
        }
        System.out.println("\n计算完成,税金是:" + future.get() + "  元 ");
        es.shutdown();
    }

在这段代码中,Executors是一个静态工具类,提供了异步执行器的创建能力,如单线程异步执行器newSingleThreadExecutor、固定线程数量的执行器newFixedThreadPool等,一般它是异步计算的入口类。future关注的是线程执行后的结果,比如没有运行完毕,执行结果是多少等。此段代码的运行结果如下所示:

      **********************************************......

      计算完成,税金是:10  元

  执行时,"*"会依次递增,表示系统正在运算,为用户提供了运算进度,此类异步计算的好处是:

  • 尽可能多的占用系统资源,提供快速运算
  • 可以监控线程的执行情况,比如是否执行完毕、是否有返回值、是否有异常等。
  • 可以为用户提供更好的支持,比如例子中的运算进度等。

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