java 的 Callable 接口怎么使用

Java中的Callable接口是一种具有返回值的并发编程接口，相较于Runnable接口，Callable接口可返回执行结果，并且能抛出异常。Callable接口使用时，常与FutureTask或ExecutorService配合实现，主要用于实现复杂的并发任务和获取异步执行结果。在实践中，Callable接口的最大优势在于其能够返回执行结果和抛出检查异常，这对于需要任务反馈和异常处理的并发程序设计至关重要。

一、CALLABLE与RUNNABLE的对比

相对于Runnable接口，Callable接口的主要区别在于两个方面：返回值和异常处理能力。Callable接口的call()方法有返回值，而Runnable的run()没有；Callable能抛出异常，而Runnable则不能直接抛出检查异常。

Callable的使用场景显著区别于Runnable。用Runnable时，若任务需要返回结果或抛出检查异常，开发者需借助额外的变量或封装来实现，这增加了实现的复杂性。而Callable直接通过其call方法实现这些需求，使得并发任务的管理和使用更加直观和方便。
实现Callable接口，需要实现一个call()方法，该方法返回一个泛型的结果。这意味着你可以定义返回任何你需要的数据类型。

二、如何使用Callable

使用Callable接口执行任务涉及几个步骤：定义Callable任务、使用ExecutorService提交任务、获取Future对象、通过Future对象获取结果。

定义Callable任务。创建一个实现Callable接口的类，实现call方法，并指定该方法的返回类型。
通过ExecutorService提交Callable任务。ExecutorService是一个执行由Callable或Runnable任务构成的并发框架。通过调用ExecutorService的submit方法，可以提交Callable或Runnable任务。提交Callable任务后，submit方法会返回一个Future对象。
获取Future对象。Future代表异步计算的结果。通过Future对象，可以检查计算是否完成，等待计算完成，并检索计算的结果。
通过Future对象获取Callable任务的结果。调用Future对象的get方法会阻塞当前线程直到Callable任务执行完成，并返回结果。

三、实践示例

让我们通过一个简单的例子来具体理解Callable的使用。假设我们需要实现一个简单的任务：计算从1加到100的和，并返回结果。

定义Callable任务

class SumTask implements Callable<Integer> {
    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        int sum = 0;
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            sum += i;
        }
        return sum; // 返回计算结果
    }
}

使用ExecutorService提交任务

ExecutorService executor = Executors.newCachedThreadPool();
Future<Integer> future = executor.submit(new SumTask());

通过Future对象获取结果

try {
    // 获取计算结果
    Integer result = future.get();
    System.out.println("结果是：" + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}

四、Callable配合FutureTask使用

FutureTask类是Future接口的一个唯一实现类，FutureTask同时实现了Runnable和Future接口，因此它既可以作为Runnable被线程执行，又可以作为Future获取Callable的返回值。

创建Callable任务和FutureTask

Callable<Integer> callableTask = () -> {
    int sum = 0;
    for(int i=1; i <= 100; i++) {
        sum+=i;
    }
    return sum;
};
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(callableTask);

FutureTask作为Runnable被线程执行

Thread thread = new Thread(futureTask);
thread.start();

获取任务执行结果

try {
    Integer result = futureTask.get();
    System.out.println("计算的和为：" + result);
} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
    e.printStackTrace();
}