[改善Java代码]异步运算考虑使用Callable接口

多线程有两种实现方式:

一种是实现Runnable接口,另一种是继承Thread类,这两种方式都有缺点,run方法没有返回值,不能抛出异常(这两个缺点归根到底是Runable接口的缺陷,Thread也是实现了Runnable接口),如果需要知道一个线程的运行结果就需要用户自行设计,线程类自身也不能提供返回值和异常.

但是从JDK1.5之后引入了一个新的接口Callable,它类似于Runnable接口,实现它就可以实现多线程任务,Callable接口的定义如下:

public interface Callable<V> {

    V call() throws Exception;
}

实现Callable接口的类,只是表明它是一个可以调用的任务,并不代表它具有多线程运算的能力,还是需要执行器来执行的,编写一个任务类:

 1 import java.util.concurrent.Callable;
 2 import java.util.concurrent.ExecutorService;
 3 import java.util.concurrent.Executors;
 4 import java.util.concurrent.Future;
 5 import java.util.concurrent.TimeUnit;
 6 
 7 public class Client {
 8     public static void main(String[] args) throws Exception {
 9         //生成一个单线程的异步执行器
10         ExecutorService es = Executors.newSingleThreadExecutor();
11         //线程执行后的期望值
12         Future<Integer> future = es.submit(new TaxCalculator(100));
13         while(!future.isDone()){
14             //还没有运算完成，等待10毫秒
15             TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(200);
16             //输出进度符号
17             System.out.print("#");
18         }
19         System.out.println("
计算完成，税金是："+ future.get() + " 元");    
20         //关闭异步执行器
21         es.shutdown();
22     }
23 }
24 
25 //税款计算器
26 class TaxCalculator implements Callable<Integer> {
27     //本金
28     private int seedMoney;
29     //接收主线程提供的参数
30     public TaxCalculator(int _seedMoney) {
31         seedMoney = _seedMoney;
32     }
33     @Override
34     public Integer call() throws Exception {
35         //复杂计算，运行一次需要10秒
36         TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10000);
37         return seedMoney /10;
38     }
39 }

这里模拟了一个复杂运算,这个运算可能要花费10秒钟的时间,此时不能让用户一直等着,需要给用户输出点什么,让用户知道系统还在运行,这也是友好性的体现,用户输入既有输出,若耗时较长,则显示进度.

如果我们直接计算,就只有一个main线程,是不可能有友好提示的,如果税金不计算完毕,也不会执行后续动作,所以此时最好的方法就是重启一个线程来运算.让main线程做进度提示.

改段代码中,Executors是一个静态工具类,提供了异步执行器的创建能力,如单线程执行器newSingleThreadExecutor,固定线程数量的执行器newFixedThreadPool等,一般它是异步计算的入口类.

Future关注的是线程执行后的结果.比如有没有运行完毕,执行结果是多少等.此段代码的运行结果如下:

###################################################
计算完成，税金是：10 元

"#"会依次递增,标识系统正在计算.

此类异步运算的好处是:

1.尽可能多的占用系统资源.提供快速运算.

2.可以监控线程执行的情况,比如是否执行完毕,是否有返回值,是否有异常.

3.可以为用户提供更好的支持,比如例子中的运算进度等.