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JDK版本:JDK11
1. 背景
在平时的开发过程中线程肯定用不少,线程启动执行需要实现 Runnable
类:
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(111);
}
}, "Thread-mxsm").start();
}
}
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是自己新建一个线程对象,然后执行Runnable 执行完成线程结束。
除了这样的还有使用到线程池,如下:
public class ThreadTest {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);
executorService.execute(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println(111);
}
});
}
}
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但是在线程池来执行提交任务的时候,你可能注意到了这样情况如下图:
在标号1的位置,你会发现竟然还可以提交一个 Callable 到线程池进行执行。
问题来了:
- Runnable和Callable有什么关系,为什么线程池可以提交Callable。
- 从单个线程来看,线程Thead只能执行Runnable接口的实现,但是线程池为什么就可以执行Callable
- Callable如何经过包装变成Runnable给线程调用
2. Callable与Runnable的关联分析
从上面的列出的三个方面来分析两者之间的关联。
2.1 Callable与Runnable源码分析
Runnable 平时在开发的时候经常用,所以大家也比较熟悉:
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
public abstract void run();
}
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只有一个方法 run
。 在源码中的注释中翻译总结一下就是:任何需要由Thread执行的类都需要实现Runnable。
Tips: 所以Callable应该是巧妙的转换成了Runnable
Callable 用的不多,看一下源码:
@FunctionalInterface
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
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Callable 也只有一个方法 call 但是方法有返回值。
从源码上面可以看出来 Callable 和 Runnable 没有任何继承关系,Runnable的方法没有返回值,而Callable的方法有返回值。
2.2 从线程池看Callable如何包装成Runnable
JDK在Runnable的注释上有明确的说明:任何需要由Thread执行的类都需要实现Runnable。所以我们可以推断出来Callable用了某种方式包装成了Runnable。
通过 ExecutorService#submit 方法提交 Callable 来分析:
- AbstractExecutorService#submit方法中 newTaskFor 方法将 Callable转换成了 RunnableFuture。
通过 newTaskFor 方法可以发现,最终是创建了一个 FutureTask 对象,Callable 作为构造函数的参数。那么看一下FutureTask :
public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {
/** The underlying callable; nulled out after running */
private Callable<V> callable;
/** The result to return or exception to throw from get() */
private Object outcome; // non-volatile, protected by state reads/writes
/** The thread running the callable; CASed during run() */
private volatile Thread runner;
/** Treiber stack of waiting threads */
private volatile WaitNode waiters;
public FutureTask(Callable<V> callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
//省略部分代码
}
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Callable作为了FutureTask的一个属性值。之前说过,要想被Thread执行必须实现Runnable。那么我们看一下 FutureTask 的实现类 RunnableFuture :
- RunnableFuture 继承了 Runnable
换句话说:FutureTask 实现了 Runnable
- FutureTask#run 内部就调用了Callable的call方法
然后由线程池中的Thread去执行FutureTask(也就是Runnable的实现的实例)。上面类的继承关系:
Callable转换成Runnable的流程:
- 开发者实现Callable接口
- 实例化Callable,然后提交到线程池
- 以Callable为构造函数创建FutureTask
- 最终将FutureTask提交给线程池的线程进行执行
Tips: 在提交Runnable的实现到线程池执行的时候,如果需要获取到返回值,会将 Runnable的实例,通过RunnableAdapter适配器适配成Callable。
private static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> { private final Runnable task; private final T result; RunnableAdapter(Runnable task, T result) { this.task = task; this.result = result; } public T call() { task.run(); return result; } public String toString() { return super.toString() + "[Wrapped task = " + task + "]"; } } 复制代码
2.3 线程池如何执行Callable有什么特点
将Callable包装成Runnable后,线程池的执行和执行Runnable一样,Callable的特点就是可以获取到返回值。如果执行的逻辑不关心返回值就可以直接用Runnable来。但是如果需要涉及到获取到业务逻辑中的返回值那么就使用Callable来提交到线程池中。
3. 总结
- Runnable和Callable两者没有继承关系,Callable通过FutureTask包装成Runnable。
- 线程池执行任务的时候,如果关系返回值就用Callable,不关心返回值用Runnable。
- Runnable如果也需要返回值,线程池内部是通过RunnableAdapter适配器来适配成Callable
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