高级java每日一道面试题-2025年01月03日-并发篇-什么是Callable和Future?
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面试官: 什么是Callable和Future?
我回答:
Callable
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定义与功能：
- Callable是Java 5引入的一个接口，用于定义可并发执行的任务。它类似于Runnable接口，但提供了更多的功能。
- Callable可以在执行完成后返回结果，而Runnable无法返回任何结果。
- Callable可以抛出受检异常（Checked Exception），从而更好地处理任务执行过程中的错误。
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接口定义：
- Callable接口位于java.util.concurrent包中。
- 其定义非常简洁，主要包含一个call()方法，该方法包含任务的逻辑，执行后返回一个结果，或者抛出异常。
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使用场景：
- Callable更适合那些需要返回结果或需要处理执行过程中错误的任务。
Future
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定义与功能：
- Future是Java并发包中的一个接口，用于表示一个异步计算的结果。
- 它提供了一种机制，用于检查计算是否完成、获取计算结果、取消计算任务等操作。
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接口定义：
- Future接口也位于java.util.concurrent包中。
- 常用的方法包括：
- get()：用于获取任务执行的结果。如果任务尚未完成，则get()方法会阻塞直到任务完成。
- cancel(boolean mayInterruptIfRunning)：取消任务的执行。
- isDone()：判断任务是否已经完成。
- isCancelled()：判断任务是否已经被取消。
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使用场景：
- Future通常与Callable结合使用，以便我们可以提交一个Callable任务并获取它的计算结果。
Callable和Future的关系与应用
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关系：
- 通过实现Callable接口，可以创建一个可调用的任务，并将其提交给ExecutorService执行器。
- 当提交一个Callable任务时，ExecutorService会返回一个Future对象，用于表示任务的计算结果。
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应用：
- 异步任务提交与结果获取：我们可以在一个线程中启动另一个线程执行任务，并在需要的时候通过Future对象获取任务的结果。
- 异步任务管理：通过Future对象，可以管理和监控异步任务的状态，例如判断任务是否完成、取消任务等。
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示例代码：
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;
public class CallableFutureExample {
public static void main(String[] args) {
// 创建线程池
ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(2);
// 定义一个Callable任务
Callable<Integer> task = () -> {
System.out.println("Calculating sum...");
Thread.sleep(2000);
return 10 + 20;
};
// 提交任务并获取Future对象
Future<Integer> future = executor.submit(task);
try {
// 获取计算结果
Integer result = future.get();
System.out.println("Result: " + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 关闭线程池
executor.shutdown();
}
}
}
在这个示例中，我们创建了一个线程池并提交了一个Callable任务，Future用于跟踪任务的执行状态和获取结果。当我们调用future.get()时，主线程会阻塞，直到任务完成并返回结果。
总结
Callable允许任务返回结果，并且可以声明抛出异常。Future提供了对任务状态的检查和结果获取的功能。- 两者结合起来可以实现异步任务的提交、管理和结果的收集。
对于更复杂的场景，比如需要组合多个Future或者想要更好地控制并发行为，还可以考虑使用CompletableFuture，它是 Java 8 引入的一个更强大的工具，它不仅继承了Future的功能，还添加了许多实用的方法来简化异步编程。