任务描述
本关任务:通过 Callable
和 Future
来创建线程。
相关知识
从Java1.5
版本开始,就提供了 Callable
和 Future
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Thread
和Runnable
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Callable
和Future
,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Callable
和Future
;
2.如何通过Callable
和Future
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:
- 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;
- 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;
- 使用 FutureTask 对象作为 Thread 对象的 target 创建并启动新线程;
- 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:
- 在
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);
}
}