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#yyds干货盘点# 头歌Educoder——JAVA多线程基础——使用 Callable 和 Future 创建线程

任务描述

本关任务:通过 CallableFuture 来创建线程。

相关知识

Java1.5版本开始,就提供了 CallableFuture 来创建线程,这种方式也是在Java程序员面试中经常会被问到的问题。

上一小节介绍了ThreadRunnable两种方式创建线程,不过这两种方式创建线程都有一个缺陷: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使用线程通信的方式来达到效果,这样使用起来就比较麻烦。

而如果使用CallableFuture,通过它们就可以在任务执行完毕之后得到任务执行结果

本小节你需要掌握的知识有:

1.什么是CallableFuture

2.如何通过CallableFuture创建线程。

Callable和Future

它们俩其实挺有意思,在运行的时候各司其职,Callable产生结果Future获取结果

使用步骤如下:

  1. 创建 Callable 接口的实现类,并实现 call() 方法,该 call() 方法将作为线程执行体,并且有返回值;
  2. 创建 Callable 实现类的实例,使用 FutureTask 类来包装 Callable 对象,该 FutureTask 对象封装了该 Callable 对象的 call() 方法的返回值;
  3. 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程;
  4. 调用 FutureTask 对象的 get() 方法来获得子线程执行结束后的返回值。

接下来通过一个示例来学习这两个对象的使用:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        CallableThreadTest cts = new CallableThreadTest();
        // 接收
        FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(cts);
        new Thread(ft, "有返回值的线程").start();
        for (int i = 0; i < 30; i++) {
            System.out.println( "main" + " 的循环变量i的值:" + i);
        }
        try {
            System.out.println("子线程的返回值:" + ft.get());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}
class CallableThreadTest implements Callable<Integer> {
    public Integer call() throws Exception {
        int i = 0;
        for (; i < 30; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i);
        }
        return i;
    }
}

运行这段程序你应该可以获取到类似如下结果(每次运行的结果不一致): ... ... main 的循环变量i的值:28 main 的循环变量i的值:29 有返回值的线程 23 有返回值的线程 24 有返回值的线程 25 有返回值的线程 26 有返回值的线程 27 有返回值的线程 28 有返回值的线程 29 子线程的返回值:30

由于输出过长,省略了部分结果,可以发现在最后接收到了子线程的返回值。

在实现Callable接口中,此时不再是run()方法了,而是call()方法,此call()方法作为线程执行体,同时还具有返回值!

细心的你会发现这个结果是call函数的返回值,怎么拿到这个返回值的呢?是通过FutureTask拿到的,使用ft.get()方法即可获得线程的返回值,这就是一个简单的使用Callable和Future的过程了。

关于Callable和Future的使用,以及他们的常用函数,我们将会在后续的实训中学习。

编程要求

请仔细阅读右侧代码,根据方法内的提示,在Begin - End区域内进行代码补充,具体任务如下:

  • runThread(int num)函数中执行线程,创建Callable线程,Callable线程需要执行求第num项斐波那契数列的值,最后在runThread函数中获取Callable线程执行的结果,并打印输出。

斐波那契数列(Fibonacci数列) 这个数列从第3项开始,之后的每一项都等于它的前两项数字之和。 这个数列为: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233,377,610,987,1597,2584,4181,6765,10946,17711,28657,46368........

测试说明

补充完代码后,点击测评,平台会对你编写的代码进行测试,当你的结果与预期输出一致时,即为通过。

输入:3 输出:线程的返回值为:2

输入:5 输出:线程的返回值为:5

开始你的任务吧,祝你成功!

实现代码

注:可以在 ThreadCallable类中添加无参和有参构造方法

Task.java:

package step2;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;

public class Task {

    public void runThread(int num) {
        // 请在此添加实现代码
        /********** Begin **********/
// 在这里开启线程 获取线程执行的结果
        try {
            ThreadCallable tc = new ThreadCallable(num);
            FutureTask<Integer> ft = new FutureTask<>(tc);
            new Thread(ft).start();
            System.out.println("线程的返回值为:" + ft.get());
        } catch (Exception e) {
            // TODO 自动生成的 catch 块
            e.printStackTrace();
        }
        /********** End **********/
    }
}

//请在此添加实现代码
/********** Begin **********/

/* 在这里实现Callable接口及方法 */
class ThreadCallable implements Callable {
    int num;

    public ThreadCallable() {
        super();
        // TODO 自动生成的构造函数存根
    }

    public ThreadCallable(int num) {
        super();
        this.num = num;
    }

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        return fun(num);
    }

    public int fun(int num) {
        if (num < 3) {
            return 1;
        } else
            return fun(num - 1) + fun(num - 2);
    }
}
/********** End **********/

Test.java:

package step2;

import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.FutureTask;
import step2.ThreadCallable;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);

        int num = sc.nextInt();

        ThreadCallable callable = new ThreadCallable();
        if(!(callable instanceof Callable)){
            System.out.println("未定义Callable线程,或者定义错误");
        }

        Task task = new Task();
        task.runThread(num);

    }
}
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