【异步编程基础】Callable与FutureTask：Callable返回结果，FutureTask等待线程执行并拿到结果

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Java 提供了多种异步编程工具，其中 Callable 和 FutureTask 是两个核心组件。它们能够帮助开发者高效地处理耗时任务，并获取任务执行结果，同时避免阻塞主线程。本文将详细介绍 Callable 和 FutureTask 的基本原理、使用方法以及实际应用场景。

一、Callable 与FutureTask 的基本原理

callable可以返回结果，FutureTask等待线程执行并拿到结果

1.什么是 Callable？
Callable 是 Java 提供的一个接口，表示可以返回结果的任务。与 Runnable 不同，Callable 可以返回任务执行的结果，并且能够抛出异常。

2.Callable 的核心特点

返回结果：Callable 的 call() 方法可以返回一个结果。
抛出异常：call() 方法可以抛出异常，便于处理任务执行中的错误。
与线程池结合：通常与 ExecutorService 结合使用，提交任务并获取结果。

1.什么是 FutureTask？
FutureTask 是 Future 接口的一个实现类，用于表示异步计算的结果。它可以包装 Callable 或 Runnable 任务，并提供以下功能：

检查任务是否完成。
获取任务的结果（如果任务未完成，会阻塞直到任务完成）。
取消任务的执行。

2.FutureTask 的核心特点

实现 Future 和 Runnable：既可以作为任务执行，又可以获取任务结果。
**包装 Callable 或 Runnable 任务。
线程安全：内部实现了线程安全的机制，确保多线程环境下的正确性。

二、FutureTask包装Callable

以下演示如何使用 Callable 和 FutureTask 执行异步任务并获取结果。

1. 定义 Callable 任务

首先，定义一个实现 Callable 接口的任务类：

import java.util.concurrent.Callable;

public class MyCallableTask implements Callable<String> {
    @Override
    public String call() throws Exception {
        // 模拟耗时操作
        Thread.sleep(2000);
        return "这是 MyCallableTask";
    }
}

2. 使用 FutureTask：阻塞等待结果

接下来，使用 FutureTask 包装 Callable 任务，并启动一个新线程执行任务：

import java.util.concurrent.FutureTask;

public class FutureTaskExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建 Callable 任务
        MyCallableTask callableTask = new MyCallableTask();

        // 使用 FutureTask 包装 Callable 任务
        FutureTask<String> futureTask = new FutureTask<>(callableTask);

        // 启动一个新线程执行任务
        new Thread(futureTask).start();

        System.out.println("Main thread is doing other work...");

        // 获取任务结果（会阻塞直到任务完成）
        String result = futureTask.get();
        System.out.println("Task result: " + result);
    }
}

# Main thread is doing other work...
# Task result: 这是 MyCallableTask

三、线程池包装Callable返回Future

FutureTask 通常与 ExecutorService 结合使用，以更好地管理线程池和任务执行。以下是优化后的示例：

import java.util.concurrent.*;

public class ExecutorServiceExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建线程池
        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);

        // 创建 Callable 任务
        MyCallableTask callableTask = new MyCallableTask();

        // 提交任务并获取 Future 对象
        Future<String> future = executor.submit(callableTask);

        System.out.println("Main thread is doing other work...");

        // 获取任务结果（会阻塞直到任务完成）
        String result = future.get();
        System.out.println("Task result: " + result);

        // 关闭线程池
        executor.shutdown();
    }
}

Main thread is doing other work...
Task result: Task completed!