Callable接口

Callable<V> 是 Java 5 引入的一个接口，位于 java.util.concurrent 包中。它类似于 Runnable 接口，但提供了更强大的功能。主要区别在于：

Callable 的 call() 方法可以返回一个结果，并且可以抛出异常。
Callable 需要与 Future 和 ExecutorService 结合使用来获取执行结果。

通过 Callable 接口，我们可以创建异步任务，这些任务能够在后台线程池中执行，并且可以在任务完成后检索其结果。这对于需要长时间运行的任务（如网络请求、文件处理等）非常有用，因为它们不会阻塞主线程。

为什么选择 Callable？

在并发编程中，Runnable 接口的局限性逐渐显现出来：

无法返回值：run() 方法不支持返回结果，这意味着我们不能直接从任务中获得输出。
异常处理困难：如果任务内部发生异常，只能通过未捕获异常处理器来处理，而不能由调用者捕获和处理。

为了克服这些问题，Callable 提供了更好的解决方案：

支持返回结果：通过泛型参数 <V> 指定返回类型，使得任务能够携带计算结果。
允许抛出检查异常：任务可以在遇到错误时抛出异常，从而让调用者有机会对其进行适当的处理。

Callable 接口的基本结构

public interface Callable<V> {V call() throws Exception;
}

关键点解析

泛型参数 <V>：表示 call() 方法返回的结果类型。
call() 方法：定义了任务的具体逻辑，它可以返回一个结果并且可能抛出异常。

使用 Callable 的步骤

实现 Callable 接口：创建一个实现了 Callable 接口的类，并重写 call() 方法。
创建 ExecutorService：使用 Executors 工厂方法创建一个 ExecutorService 实例。
提交任务：将 Callable 实例作为参数传递给 submit() 方法，以异步方式执行任务。
获取 Future 对象：submit() 方法会返回一个 Future 对象，用于监控任务状态并获取结果。
等待结果或取消任务：可以通过 Future.get() 方法阻塞当前线程直到任务完成并获取结果；也可以调用 Future.cancel() 方法尝试取消任务。

示例代码

假设我们要创建一个简单的异步任务，该任务模拟了一个耗时的操作，并最终返回一个整数结果。

创建 Callable 类

import java.util.concurrent.Callable;public class AsyncTask implements Callable<Integer> {private final int taskId;public AsyncTask(int taskId) {this.taskId = taskId;}@Overridepublic Integer call() throws InterruptedException {System.out.println("Task " + taskId + " is running...");Thread.sleep(2000);return taskId * 10; }
}

使用 ExecutorService 执行任务

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;public class CallableExample {public static void main(String[] args) {ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(3);Future<Integer>[] futures = new Future[5];for (int i = 0; i < futures.length; i++) {futures[i] = executor.submit(new AsyncTask(i + 1));}for (int i = 0; i < futures.length; i++) {try {Integer result = futures[i].get(); System.out.println("Task " + (i + 1) + " returned: " + result);} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}}executor.shutdown();}
}

在这个例子中，我们首先创建了一个实现了 Callable<Integer> 接口的任务类 AsyncTask，它模拟了一个耗时操作并返回了一个整数值。然后，我们使用 ExecutorService 来管理一组线程，并通过 submit() 方法提交多个 AsyncTask 实例进行异步执行。最后，我们利用 Future.get() 方法来等待每个任务完成，并打印它们的结果。