(五)并发工具类FutureTask

FutureTask

多线程利用excute方法虽然可以提交任务，但是却没有办法获取任务的执行结果（execute() 方法没有返回值）。Java 通过 ThreadPoolExecutor 提供的 3 个 submit() 方法和 1 个 FutureTask 工具类来支持获得任务执行结果的需求。

// 提交Runnable任务
Future<?> submit(Runnable task);
// 提交Callable任务
<T> Future<T> submit(Callable<T> task);
// 提交Runnable任务及结果引用  
<T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

1. 提交 Runnable 任务 submit(Runnable task) ：这个方法的参数是一个 Runnable 接口，Runnable 接口的 run() 方法是没有返回值的，所以 submit(Runnable task) 这个方法返回的 Future 仅可以用来断言任务已经结束了，类似于 Thread.join()。
2. 提交 Callable 任务 submit(Callable task)：这个方法的参数是一个 Callable 接口，它只有一个 call() 方法，并且这个方法是有返回值的，所以这个方法返回的 Future 对象可以通过调用其 get() 方法来获取任务的执行结果。
3. 提交 Runnable 任务及结果引用 submit(Runnable task, T result)：这个方法很有意思，假设这个方法返回的 Future 对象是 f，f.get() 的返回值就是传给 submit() 方法的参数 result。这个方法该怎么用呢？下面这段示例代码展示了它的经典用法。需要你注意的是 Runnable 接口的实现类 Task 声明了一个有参构造函数 Task(Result r) ，创建 Task 对象的时候传入了 result 对象，这样就能在类 Task 的 run() 方法中对 result 进行各种操作了。result 相当于主线程和子线程之间的桥梁，通过它主子线程可以共享数据。

不难看出其返回值都是Future接口，Future接口实现了5个方法分别是：

// 取消任务
boolean cancel(
  boolean mayInterruptIfRunning);
// 判断任务是否已取消  
boolean isCancelled();
// 判断任务是否已结束
boolean isDone();
// 获得任务执行结果，阻塞
get();
// 获得任务执行结果，支持超时，阻塞
get(long timeout, TimeUnit unit);

FutureTask 实现

FutureTask 实现了 Runnable 和 Future 接口，由于实现了 Runnable 接口，所以可以将 FutureTask 对象作为任务提交给 ThreadPoolExecutor 的submit方法去执行，也可以直接被 Thread 执行；又因为实现了 Future 接口，所以也能用来获得任务的执行结果。例如：

// 创建FutureTask
FutureTask<Integer> futureTask= new FutureTask<>(()-> 1+2);
// 创建线程池
ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
// 提交FutureTask 
es.submit(futureTask);
// 获取计算结果
Integer result = futureTask.get();

FutureTask 对象也可以直接被 Thread 执行（比较容易理解）：

// 创建FutureTask
FutureTask<Integer> futureTask= new FutureTask<>(()-> 1+2);
// 创建并启动线程
Thread T1 = new Thread(futureTask);
T1.start();
// 获取计算结果
Integer result = futureTask.get();

案例

用FutureTask 实现烧水泡茶壶

下面的示例代码就是用这一章提到的 Future 特性来实现的。首先，我们创建了两个 FutureTask——ft1 和 ft2，ft1 完成洗水壶、烧开水、泡茶的任务，ft2 完成洗茶壶、洗茶杯、拿茶叶的任务；这里需要注意的是 ft1 这个任务在执行泡茶任务前，需要等待 ft2 把茶叶拿来，所以 ft1 内部需要引用 ft2，并在执行泡茶之前，调用 ft2 的 get() 方法实现等待。

public class Futuretask_s {
    static class Task1 implements Callable<String>{
        FutureTask<String> ft2;
        public Task1(FutureTask ft2){
            this.ft2 = ft2;
        }
        @Override
        public String call() throws Exception {
            System.out.println("T1:洗水壶...");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            System.out.println("T1:烧开水...");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(15); // 获取T2线程的茶叶
            String tf = ft2.get();
            System.out.println("T1:拿到茶叶:"+tf);
            System.out.println("T1:泡茶...");
            return "上茶:" + tf;
        }
    }
    static class Task2 implements Callable<String>{
        @Override
        public String call() throws Exception {
            System.out.println("T2:洗茶壶...");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            System.out.println("T2:洗茶杯...");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            System.out.println("T2:拿茶叶...");
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            return "龙井";
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        FutureTask<String> ft2 = new FutureTask<>(new Task2());
        FutureTask<String> ft1 = new FutureTask<>(new Task1(ft2));

        Thread t1 = new Thread(ft1);
        Thread t2 = new Thread(ft2);
        t1.start();
        t2.start();
        try {
            System.out.println(ft1.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}