对线程，线程池，及线程返回值的一点总结

1 线程的实现方式，无论怎么封装，只有三种，本质上就是两种实现方法，对run()方法的重写和对call()方法的重写，继承Thread类和实现Runnable接口都是对run()方法的重写，而实现Callable()接口则是对call()方法的重写

run()方法不允许声明检查型异常，也不能定义返回值。没有返回值这点稍微有点麻烦。不能声明抛出检查型异常则更麻烦一些。

（1）Callable规定的方法是call()，而Runnable规定的方法是run()。

（2）Callable的任务执行后可返回值，而Runnable的任务是不能返回值的。

（3）call()方法可抛出异常，而run()方法是不能抛出异常的。

（4）运行Callable任务可拿到一个Future对象。

Callable任务返回Future对象。即：Callable和Future一个产生结果，一个拿到结果。

Future 表示异步计算的结果。Future接口中有如下方法：

•     boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning)

取消任务的执行。参数指定是否立即中断任务执行，或者等等任务结束

•     boolean isCancelled() 

任务是否已经取消，任务正常完成前将其取消，则返回 true

•     boolean isDone()

任务是否已经完成。需要注意的是如果任务正常终止、异常或取消，都将返回true

•     V get()

等待任务执行结束，然后获得V类型的结果。InterruptedException 线程被中断异常， ExecutionException任务执行异常，如果任务被取消，还会抛出CancellationException

•     V get(long timeout, TimeUnit unit) 

同上面的get功能一样，多了设置超时时间。参数timeout指定超时时间，uint指定时间的单位，在枚举类TimeUnit中有相关的定义。如果计算超时，将抛出TimeoutException

Future接口提供方法来检测任务是否被执行完，等待任务执行完获得结果。也可以设置任务执行的超时时间，这个设置超时的方法就是实现Java程序执行超时的关键。

2 线程的初始化，线程可以通过线程池初始化

Java通过Excutors提供四种线程池的实现，具体可以百度或查阅JDk文档，这里只讨论线程池初始化线程的方式

先初始化一个线程池，

 ExecutorService mExecutor = Executors.newSingleThreadExecutor();（四种方式中的一种）

(1) 初始化一个Runnable()的线程

  mExecutor.submit(new Runnable() {

  @Override
  public void run() {
  fibc(20);
  }
  });

斐波那契数列的实现方法，后面都是用这个，不再一一都写

static int fibc(int num) {
if (num == 0) {
return 0;
}
if (num == 1) {
return 1;
}
return fibc(num - 1) + fibc(num - 2);
}

这个线程是没有返回值的，当然你可以用Future来接收，不过get()的也是null

如：

Future<?> future = mExecutor.submit(new Runnable() {

@Override
public void run() {
fibc(20);
}
});

future.get()值为null

(2)  初始化一个Callable()的线程，我们知道Callable()线程是带返回值的

Future<Integer> result2 = mExecutor.submit(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
return fibc(20);
}
});

可以拿到返回值result2.get()，值为6765

(3) 用futureTask来初始化一个Callable()线程

FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
return fibc(20);
}
});

  mExecutor.submit(futureTask);

这个线程的返回值是这样获取的futureTask.get()，值为6765

3 对多个线程返回值队列的处理

(1) 方式1 自己写集合来实现获取线程池中任务的返回结果 

public void testByQueue() throws Exception {
// 创建线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(5);
BlockingQueue<Future<String>> queue = new LinkedBlockingQueue<Future<String>>();

// 向里面扔任务
for (int i = 0; i < 5; i++) {
Future<String> future = pool.submit(new MyThread("Thread" + i));
queue.add(future);
}

// 检查线程池任务执行结果
for (int i = 0; i < 5; i++) {
System.out.println("method1:" + queue.take().get());
}

// 关闭线程池
pool.shutdown();
}

方法2 通过CompletionService来实现获取线程池中任务的返回结果  

public void testByCompetion() throws Exception {
// 创建线程池
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(POOL_SIZE);
CompletionService<String> cService = new ExecutorCompletionService<String>(pool);

// 向里面扔任务
for (int i = 0; i < TOTAL_TASK; i++) {
cService.submit(new MyThread("Thread" + i));
}

// 检查线程池任务执行结果
for (int i = 0; i < TOTAL_TASK; i++) {
Future<String> future = cService.take();
System.out.println("method2:" + future.get());
}

// 关闭线程池
pool.shutdown();
}

使用方法一，自己创建一个集合来保存Future存根并循环调用其返回结果的时候，主线程并不能保证首先获得的是最先完成任务的线程返回值。它只是按加入线程池的顺序返回。因为take方法是阻塞方法，后面的任务完成了，前面的任务却没有完成，主程序就那样等待在那儿，只到前面的完成了，它才知道原来后面的也完成了。

使用方法二，使用CompletionService来维护处理线程不的返回结果时，主线程总是能够拿到最先完成的任务的返回值，而不管它们加入线程池的顺序。

(2) 使用CompletionService

public interface CompletionService<V>
将生产新的异步任务与使用已完成任务的结果分离开来的服务。生产者 submit 执行的任务。使用者 take 已完成的任务，并按照完成这些任务的顺序处理它们的结果。例如，CompletionService 可以用来管理异步 IO ，执行读操作的任务作为程序或系统的一部分提交，然后，当完成读操作时，会在程序的不同部分执行其他操作，执行操作的顺序可能与所请求的顺序不同。

public class CompleteServiceTest {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
    ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);
    CompletionService<String> completionService = new ExecutorCompletionService<String>(executorService);
/**
     * 产生一个随机数，模拟不同的任务的处理时间不同
     */
for (int i = 0; i < 10; i++) {
        completionService.submit(new Callable<String>() {
public String call(){
int rnt = new Random().nextInt(5);
try {
                    Thread.sleep(rnt*1000);
                } catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println("run rnt = "+rnt);
return String.valueOf(rnt*1000);
            }
        });
    }
/**
     * 获取结果时，总是先拿到队列上已经存在的对象，这样不用依次等待结果
     * 显然效率更高
     */
for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Future<String> future = completionService.take();
        System.out.println(future.get());
    }
    executorService.shutdown();
}
}

　　

      通过CompletionService包装ExecutorService，然后调用其take()方法去取Future对象。

  以前没研究过这两者之间的区别。今天看了源代码之后就明白了。

ExecutorService 与 CompletionService 两者最主要的区别在于submit的task不一定是按照加入自己维护的list顺序完成的。

从list中遍历的每个Future对象并不一定处于完成状态，这时调用get()方法就会被阻塞住，如果系统是设计成每个线程完成后就能根据其结果继续做后面的事，这样对于处于list后面的但是先完成的线程就会增加了额外的等待时间。

而CompletionService的实现是维护一个保存Future对象的BlockingQueue。只有当这个Future对象状态是结束的时候，才会加入到这个Queue中，take()方法其实就是Producer-Consumer中的Consumer。它会从Queue中取出Future对象，如果Queue是空的，就会阻塞在那里，直到有完成的Future对象加入到Queue中。

所以，先完成的必定先被取出。这样就减少了不必要的等待时间