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Callable与Runnable的区别你知道吗?

JDK版本:JDK11

1. 背景

在平时的开发过程中线程肯定用不少,线程启动执行需要实现 Runnable 类:

public class ThreadTest {     public static void main(String[] args) {         new Thread(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 System.out.println(111);             }         }, "Thread-mxsm").start();     } } 复制代码

是自己新建一个线程对象,然后执行Runnable 执行完成线程结束。

除了这样的还有使用到线程池,如下:

public class ThreadTest {     public static void main(String[] args) {        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(2);         executorService.execute(new Runnable() {             @Override             public void run() {                 System.out.println(111);             }         });     } } 复制代码

但是在线程池来执行提交任务的时候,你可能注意到了这样情况如下图:

image.png

在标号1的位置,你会发现竟然还可以提交一个 Callable 到线程池进行执行。

问题来了:

  • Runnable和Callable有什么关系,为什么线程池可以提交Callable。

  • 从单个线程来看,线程Thead只能执行Runnable接口的实现,但是线程池为什么就可以执行Callable

  • Callable如何经过包装变成Runnable给线程调用

image.png

2. Callable与Runnable的关联分析

从上面的列出的三个方面来分析两者之间的关联。

2.1 Callable与Runnable源码分析

Runnable 平时在开发的时候经常用,所以大家也比较熟悉:

@FunctionalInterface public interface Runnable {     public abstract void run(); } 复制代码

只有一个方法 run 。 在源码中的注释中翻译总结一下就是:任何需要由Thread执行的类都需要实现Runnable

Tips: 所以Callable应该是巧妙的转换成了Runnable

Callable 用的不多,看一下源码:

@FunctionalInterface public interface Callable<V> {     V call() throws Exception; } 复制代码

Callable 也只有一个方法 call 但是方法有返回值。

从源码上面可以看出来 Callable 和 Runnable 没有任何继承关系,Runnable的方法没有返回值,而Callable的方法有返回值。

2.2 从线程池看Callable如何包装成Runnable

JDK在Runnable的注释上有明确的说明:任何需要由Thread执行的类都需要实现Runnable。所以我们可以推断出来Callable用了某种方式包装成了Runnable。

通过 ExecutorService#submit 方法提交 Callable 来分析:

image.png

  1. AbstractExecutorService#submit方法中 newTaskFor 方法将 Callable转换成了 RunnableFuture。

image.png

通过 newTaskFor 方法可以发现,最终是创建了一个 FutureTask 对象,Callable 作为构造函数的参数。那么看一下FutureTask

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {     /** The underlying callable; nulled out after running */     private Callable<V> callable;     /** The result to return or exception to throw from get() */     private Object outcome; // non-volatile, protected by state reads/writes     /** The thread running the callable; CASed during run() */     private volatile Thread runner;     /** Treiber stack of waiting threads */     private volatile WaitNode waiters;          public FutureTask(Callable<V> callable) {         if (callable == null)             throw new NullPointerException();         this.callable = callable;         this.state = NEW;       // ensure visibility of callable     } //省略部分代码 } 复制代码

Callable作为了FutureTask的一个属性值。之前说过,要想被Thread执行必须实现Runnable。那么我们看一下 FutureTask 的实现类 RunnableFuture

image.png

  1. RunnableFuture 继承了 Runnable

换句话说:FutureTask 实现了 Runnable

image.png

  1. FutureTask#run 内部就调用了Callable的call方法

然后由线程池中的Thread去执行FutureTask(也就是Runnable的实现的实例)。上面类的继承关系:

image.png

Callable转换成Runnable的流程

  1. 开发者实现Callable接口

  2. 实例化Callable,然后提交到线程池

  3. 以Callable为构造函数创建FutureTask

  4. 最终将FutureTask提交给线程池的线程进行执行

Tips: 在提交Runnable的实现到线程池执行的时候,如果需要获取到返回值,会将 Runnable的实例,通过RunnableAdapter适配器适配成Callable。

 private static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {      private final Runnable task;      private final T result;      RunnableAdapter(Runnable task, T result) {          this.task = task;          this.result = result;      }      public T call() {          task.run();          return result;      }      public String toString() {          return super.toString() + "[Wrapped task = " + task + "]";      }  } 复制代码

2.3 线程池如何执行Callable有什么特点

将Callable包装成Runnable后,线程池的执行和执行Runnable一样,Callable的特点就是可以获取到返回值。如果执行的逻辑不关心返回值就可以直接用Runnable来。但是如果需要涉及到获取到业务逻辑中的返回值那么就使用Callable来提交到线程池中。

3. 总结

  • Runnable和Callable两者没有继承关系,Callable通过FutureTask包装成Runnable。

  • 线程池执行任务的时候,如果关系返回值就用Callable,不关心返回值用Runnable。

  • Runnable如果也需要返回值,线程池内部是通过RunnableAdapter适配器来适配成Callable

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作者:蚂蚁背大象
链接:https://juejin.cn/post/7061975326393368583


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