搞过Java或者客户端Android开发的都知道，创建线程的2种方式，一种是直接继承Thread，另外一种就是实现Runnable接口。不过，这2种方式都有一个缺陷，就是在执行完任务之后无法获取执行结果。

如果需要获取执行结果，就必须通过共享变量或者使用线程通信的方式来达到效果，这就涉及到线程切换和线程通信等问题，就比较的麻烦。不过，好在Java 从1.5版本开始，就提供了Callable和Future，通过它们可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果。

Callable与Runnable

先看一下java.lang.Runnable，Runnable是一个接口，它里面只声明了一个run()方法。代码如下：

public interface Runnable {    public abstract void run();}复制代码

由于run()方法是一个void类型的，所以在执行完任务之后无法返回任何结果。

Callable位于java.util.concurrent包下，它也是一个接口，它里面也只声明了一个方法，只不过这个方法叫做call()。代码如下：

public interface Callable
    
      {    V call() throws Exception;}复制代码

可以发现，Callable接受一个泛型，call()函数返回的类型就是传递进来的V类型。那么怎么使用Callable呢？一般情况下Callable需要和ExecutorService配合使用，在ExecutorService接口中声明了若干个submit方法的重载版本。


    
      Future
     
       submit(Callable
      
        task);
       
         Future
        
          submit(Runnable task, T result);Future
          submit(Runnable task);复制代码

其中，第一个submit方法里面的参数类型就是Callable。以下是一个完整的使用示例：

package thread.learn;import java.util.concurrent.Callable;import java.util.concurrent.ExecutorService;import java.util.concurrent.Executors;import java.util.concurrent.Future;public class CallableAndFuture {    static class MyThread implements Callable
    
      {        @Override        public String call() throws Exception {            return "Hello world";        }    }    static class MyThread2 implements Runnable {        @Override        public void run() {        }    }    public static void main(String[] args) {        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();        Future
     
       future = threadPool.submit(new MyThread());        try {            System.out.println(future.get());        } catch (Exception e) {        } finally {            threadPool.shutdown();        }    }}复制代码

Future

Future表示一个可能还没有完成的异步任务的结果，针对这个结果可以添加Callback以便在任务执行成功或失败后作出相应的操作。必要时可以通过get方法获取执行结果，该方法会阻塞直到任务返回结果。

Future类位于java.util.concurrent包下，它也是一个接口，定义如下：

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

可以发现，Future接口中声明了5个方法，具体的含义如下：

cancel()：cancel方法用来取消任务，如果取消任务成功则返回true，如果取消任务失败则返回false。参数mayInterruptIfRunning表示是否允许取消正在执行却没有执行完毕的任务，如果设置true，则表示可以取消正在执行过程中的任务。如果任务已经完成，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，此方法肯定返回false，即如果取消已经完成的任务会返回false；如果任务正在执行，若mayInterruptIfRunning设置为true，则返回true，若mayInterruptIfRunning设置为false，则返回false；如果任务还没有执行，则无论mayInterruptIfRunning为true还是false，肯定返回true。

isCancelled()：isCancelled方法表示任务是否被取消成功，如果在任务正常完成前被取消成功，则返回 true。

isDone()：isDone方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回true。

get()：get()方法用来获取执行结果，这个方法会产生阻塞，会一直等到任务执行完毕才返回。

get(long timeout, TimeUnit unit)用来获取执行结果，如果在指定时间内，还没获取到结果，就直接返回null。

综上可以发现，Future具有3种能力： 1 ）判断任务是否完成； 2）能够中断任务； 3）能够获取任务执行结果。

同时，Future有4个子类，类图结构如下：

RunnableFuture RunnableFuture接口同时继承Future接口和Runnable接口，并在成功执行run方法返回执行结果。这个接口的实现类有FutureTask，一个可取消的异步计算类。 FutureTask能用来包装一个Callable或Runnable对象，因为它实现了Runnable接口，而且它能被传递到Executor进行执行。为了提供单例类，这个类在创建自定义的工作类时提供了protected构造函数。

ScheduledFuture ScheduledFuture接口表示一个延时的行为可以被取消，通常需要将一个安排好的Future配合定时任务SchedualedExecutorService执行，并返回执行的结果。

CompleteFuture Complete表示操作已完成，所以CompleteFuture表示一个异步操作已完成的结果。当两个或多个线程要执行完成或取消操作时，只有一个能够成功。

ForkJoinPool ForkJoinPool是一个基于任务的抽象类，可以通过ForkJoinPool来执行。一个ForkJoinTask是类似于线程实体，但是相对于线程实体是轻量级的。大量的任务和子任务会被ForkJoinPool池中的真实线程挂起来，以某些使用限制为代价。

FutureTask

先来看一下FutureTask的实现，源码如下：

public class FutureTask
    
      implements RunnableFuture
     
      复制代码

FutureTask类实现了RunnableFuture接口，再看一下RunnableFuture接口的实现。源码如下：

public interface RunnableFuture
    
      extends Runnable, Future
     
       {    void run();}复制代码

可以看出，RunnableFuture继承了Runnable接口和Future接口，而FutureTask实现了RunnableFuture接口。所以它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future得到Callable的返回值。

示例1

Callable+Future获取多线程的执行结果。

public class FutureDemo {    public static void main(String[] args) {        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();        Task task = new Task();        Future
    
      result = executor.submit(task);        executor.shutdown();        try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e1) {            e1.printStackTrace();        }        System.out.println("主线程在执行任务");        try {            System.out.println("task运行结果"+result.get());        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("所有任务执行完毕");    }}class Task implements Callable
     
       {    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("子线程在进行计算");        Thread.sleep(3000);        int sum = 0;        for(int i=0;i<100;i++){            sum += i;        }        return sum;    }}复制代码

执行结果：

子线程在进行计算主线程在执行任务task运行结果4950所有任务执行完毕复制代码

示例2

使用Callable+FutureTask获取多线程的执行结果。

public class FutureTask {    public static void main(String[] args) {        //第一种方式        ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();        Task task = new Task();        FutureTask
    
      futureTask = new FutureTask
     
      (task);        executor.submit(futureTask);        executor.shutdown();        //第二种方式，注意这种方式和第一种方式效果是类似的，只不过一个使用的是ExecutorService，一个使用的是Thread        /*Task task = new Task();        FutureTask
      
        futureTask = new FutureTask
       
        (task);        Thread thread = new Thread(futureTask);        thread.start();*/        try {            Thread.sleep(1000);        } catch (InterruptedException e1) {            e1.printStackTrace();        }        System.out.println("主线程在执行任务");        try {            System.out.println("task运行结果"+futureTask.get());        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        } catch (ExecutionException e) {            e.printStackTrace();        }        System.out.println("所有任务执行完毕");    }}class Task implements Callable
        
         {    @Override    public Integer call() throws Exception {        System.out.println("子线程在进行计算");        Thread.sleep(3000);        int sum = 0;        for(int i=0;i<100;i++){            sum += i;        }        return sum;    }}复制代码

示例3

例如，下面是一个典型的多线程场景：比如去吃早点时，点了包子和凉菜，包子需要等3分钟，凉菜只需1分钟，如果是串行的一个执行，在吃上早点的时候需要等待4分钟，但是因为你在等包子的时候，可以同时准备凉菜，所以在准备凉菜的过程中，可以同时准备包子，这样只需要等待3分钟。

public class FutureTaskDemo {    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {        long start = System.currentTimeMillis();        // 等凉菜        Callable ca1=new Callable() {            @Override            public Object call() throws Exception {                try {                    Thread.sleep(1000);                }catch (Exception e){                  e.printStackTrace();                }                return "等凉菜";            }        };        FutureTask
    
      ft1 = new FutureTask
     
      (ca1);        new Thread(ft1).start();        //等包子        Callable ca2=new Callable() {            @Override            public Object call() throws Exception {                try {                    Thread.sleep(3000);                }catch (Exception e){                    e.printStackTrace();                }                return "等包子";            }        };        FutureTask
      
        ft2 = new FutureTask
       
        (ca2);        new Thread(ft2).start();        System.out.println(ft1.get());        System.out.println(ft2.get());        long end = System.currentTimeMillis();        System.out.println(end-start);    }}复制代码