--- title: 获取 Java 线程执行结果：Callable、Future和FutureTask shortTitle: 获取线程的执行结果 description: 本文深入解释了如何在Java中使用Callable、Future和FutureTask来获取多线程执行结果。无论你是Java新手还是经验丰富的开发者，你都能在这里找到有用的信息和技巧。点击了解更多。 category: - Java核心 tag: - Java并发编程 head: - - meta - name: keywords content: Java, 多线程, Callable, Future, FutureTask, 线程执行结果 --- # 第二节：获取线程的执行结果 [在第一节：初步掌握 Java 多线程中](https://javabetter.cn/thread/wangzhe-thread.html)，我们讲述了创建线程的 3 种方式，一种是直接继承 Thread，一种是实现 Runnable 接口，另外一种是实现 Callable 接口。前 2 种方式都有一个缺陷：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线程通信的方式来达到目的，这样使用起来就比较麻烦。 Java 1.5 提供了 Callable、Future、FutureTask，它们可以在任务执行完后得到执行结果，今天我们就来详细的了解一下。 ## 无返回值的 Runnable 由于 `Runnable` 的 `run()` 方法的返回值为 void： ```java public interface Runnable { public abstract void run(); } ``` 所以在执行完任务之后无法返回任何结果。 ## 有返回值的 Callable Callable 位于 `java.util.concurrent` 包下，也是一个接口，它定义了一个 `call()` 方法： ```java public interface Callable { V call() throws Exception; } ``` 可以看到，`call()` 方法返回的类型是一个 V 类型的[泛型](https://javabetter.cn/basic-extra-meal/generic.html)。那怎么使用 Callable 呢？一般会配合 [ExecutorService](https://javabetter.cn/thread/pool.html)（后面在讲线程池的时候会细讲，这里记住就行）来使用。 ExecutorService 是一个接口，位于 `java.util.concurrent` 包下，它是 Java 线程池框架的核心接口，用来异步执行任务。它提供了一些关键方法用来进行线程管理。 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/stutymore/callable-future-futuretask-20230619105509.png) 下面的例子就用到了 [ExecutorService](https://javabetter.cn/thread/pool.html) 的 submit 方法。 ```java // 创建一个包含5个线程的线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建一个Callable任务 Callable task = new Callable() { public String call() { return "Hello from " + Thread.currentThread().getName(); } }; // 提交任务到ExecutorService执行，并获取Future对象 Future[] futures = new Future[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { futures[i] = executorService.submit(task); } // 通过Future对象获取任务的结果 for (int i = 0; i < 10; i++) { System.out.println(futures[i].get()); } // 关闭ExecutorService，不再接受新的任务，等待所有已提交的任务完成 executorService.shutdown(); ``` 我们通过 [Executors 工具类](https://javabetter.cn/thread/pool.html)来创建一个 ExecutorService，然后向里面提交 Callable 任务，然后通过 Future 来获取执行结果。为了做对比，我们再来看一下使用 Runnable 的方式： ```java // 创建一个包含5个线程的线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5); // 创建一个Runnable任务 Runnable task = new Runnable() { public void run() { System.out.println("Hello from " + Thread.currentThread().getName()); } }; // 提交任务到ExecutorService执行 for (int i = 0; i < 10; i++) { executorService.submit(task); } // 关闭ExecutorService，不再接受新的任务，等待所有已提交的任务完成 executorService.shutdown(); ``` 可以看到，使用 Runnable 的方式要比 Callable 的方式简单一些，但是 Callable 的方式可以获取执行结果，这是 Runnable 做不到的。 ## 异步计算结果 Future 接口在前面的例子中，我们通过 Future 来获取 Callable 任务的执行结果，那么 Future 是什么呢？ Future 位于 `java.util.concurrent` 包下，它是一个接口： ```java 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; } ``` 一共声明了 5 个方法： - `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()` 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()` 方法表示任务是否已经完成，若任务完成，则返回 true； - `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。也就是说 Future 提供了三种功能： - 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。由于 Future 只是一个接口，如果直接 new 的话，编译器是会有一个 ⚠️ 警告的，它会提醒我们最好使用 FutureTask。 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/stutymore/callable-future-futuretask-20230619111245.png) 实际上，FutureTask 是 Future 接口的一个唯一实现类，我们在前面的例子中 `executorService.submit()` 返回的就是 FutureTask，通过 debug 模式可以观察到。 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/stutymore/callable-future-futuretask-20230619111830.png) ## 异步计算结果 FutureTask 实现类我们来看一下 FutureTask 的实现： ```java public class FutureTask implements RunnableFuture ``` FutureTask 类实现了 RunnableFuture 接口，我们看一下 RunnableFuture 接口的实现： ```java public interface RunnableFuture extends Runnable, Future { void run(); } ``` 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。 FutureTask 提供了 2 个构造器： ```java public FutureTask(Callable callable) { } public FutureTask(Runnable runnable, V result) { } ``` 当需要异步执行一个计算并在稍后的某个时间点获取其结果时，就可以使用 FutureTask。来个例子 ```java // 创建一个固定大小的线程池 ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3); // 创建一系列 Callable Callable[] tasks = new Callable[5]; for (int i = 0; i < tasks.length; i++) { final int index = i; tasks[i] = new Callable() { @Override public Integer call() throws Exception { TimeUnit.SECONDS.sleep(index + 1); return (index + 1) * 100; } }; } // 将 Callable 包装为 FutureTask，并提交到线程池 FutureTask[] futureTasks = new FutureTask[tasks.length]; for (int i = 0; i < tasks.length; i++) { futureTasks[i] = new FutureTask<>(tasks[i]); executorService.submit(futureTasks[i]); } // 获取任务结果 for (int i = 0; i < futureTasks.length; i++) { System.out.println("Result of task" + (i + 1) + ": " + futureTasks[i].get()); } // 关闭线程池 executorService.shutdown(); ``` 来看一下输出结果 ``` Result of task1: 100 Result of task2: 200 Result of task3: 300 Result of task4: 400 Result of task5: 500 ``` ## 小结本文深入解释了如何在 Java 中使用 Callable、Future 和 FutureTask 来获取多线程执行结果。 --- GitHub 上标星 9000+ 的开源知识库《[二哥的 Java 进阶之路](https://github.com/itwanger/toBeBetterJavaer)》第一版 PDF 终于来了！包括 Java 基础语法、数组&字符串、OOP、集合框架、Java IO、异常处理、Java 新特性、网络编程、NIO、并发编程、JVM 等等，共计 32 万余字，可以说是通俗易懂、风趣幽默……详情戳：[太赞了，GitHub 上标星 9000+ 的 Java 教程](https://javabetter.cn/overview/) 微信搜 **沉默王二** 或扫描下方二维码关注二哥的原创公众号沉默王二，回复 **222** 即可免费领取。 ![](https://cdn.tobebetterjavaer.com/tobebetterjavaer/images/gongzhonghao.png)