Future掌控未来之Java的傻儿子Runnable的缺陷

哪里有人喜欢孤独,找不到女朋友我能怎么办?

                                                                                        — 村下春树               

  

  大家好,我是Coder哥,今天我们来聊一聊RunnableCallable这对兄弟。

前言

  大哥Runnable是Java爸爸第一胎生的,可谓是凤表龙姿,吾门标秀啊,给的位置都是java.lang这个C位,可见Java对这个儿子也是寄予厚望,所以在底层就已经和Runnable耦合到一起了,线程启动的时候调用 底层的native方法,系统层面会启动线程来调用 Runnable.run()方法。

  随着程序行业的发展,Java爸爸也是子孙满堂,可每当看到Runnable这个孩子的时候他的褶子脸上的笑容就渐渐凝固了,因为Runnable的缺陷已悄然出现。这个时候Java爸爸已经有了要Callable的计划。

  言归正传,基于以上背景,我们知道Runnable有一些缺陷,而Callable能弥补这些缺陷,那我们从以下几个方面来聊一下这个问题:

  1. Runnable 的缺陷到底是什么。
  2. Runnable 为什么设计成这样。
  3. Callable 和 Runnable 的不同之处是什么。
  4. Callable是怎么弥补这些缺陷的。

Runnable 的缺陷到底是什么

  我们先来看看现有的 Runnable 有哪些缺陷?相信大家都背的很熟了吧。

1. run方法没有返回值

  第一个缺陷,Runnable不能返回一个返回值,这个缺陷实际上是非常严重的,当然了如果实在是想要返回值,这也难不倒我们,比如在Runnable 方法中修改某个共享的对象的办法或者写入日志文件,来达到保存线程执行结果的目的,但这种解决办法实在是太蠢了,而且效率也不高。

其实在很多情况,我们都希望能得到线程执行任务的结果,比如Api请求、查询数据库等。可是 Runnable 不能返回一个返回值,这是它第一个非常严重的缺陷。

2. run方法不能抛出 checked Exception

第二个缺陷就是不能抛出异常,如代码所示:

public class ThrowException {
 
   /**
    * 普通方法内可以 throw 异常,并在方法签名上声明 throws
    */

   public void normalMethod() throws Exception {
       throw new IOException();
   }
   Runnable runnable = new Runnable() {
       /**
        *  run方法上无法声明throws异常,并且run方法内无法throw出 checked Exception,除非使用try catch进行处理
        */

       @Override
       public void run() {
           try {
               throw new IOException();
           } catch (IOException e) {
               e.printStackTrace();
           }
       }
   }
}

在这段代码中,有两个方法,第一个方法是一个普通的方法normalMethod,在它的方法签名中有 throws Exception,并且在它的方法内也 throw 了一个 new IOException()。

接下来我们新建了一个 Runnable 对象,同时重写了它的 run 方法,我们没有办法在这个 run 方法的方法签名上声明 throws 一个异常出来。同时,在这个 run 方法里面也没办法 throw 一个 checked Exception,除非如代码所示,用 try catch 包裹起来,但是如果不用 try catch 是做不到的。

在实际开发中,在线程外部获得异常的需求也是比较常见的,比如在线程中处理一些耗时操作,操作如果出问题主线程也想感知到具体的原因等。

这就是 Runnable 的两个重大缺陷。

Runnable 为什么设计成这样

  我们考虑一下,为什么 Java 要把它设计成这个样子呢?是因为开发者不知道吗?

其实这么设计的原因主要由Java的线程实现决定的。

Java的线程是系统层面的东西,简单来讲Java的一个用户线程对应着一个系统的核心线程,我们start启动的时候,是调用start0() 这个native方法来发起系统的线程,进而系统的线程调用run()方法来实现线程的启动的。

  • 假设 run() 方法可以返回返回值

这样的话就需要native方法阻塞等待run()方法的返回结果这样暂且不说实现是是否困难,单是阻塞就不能接受,因为阻塞的话开启线程就不是异步的了,线程就失去了意义,即使想通过曲线救国的方式也得是在java层面来实现。

  • 假设 run() 方法可以抛出异常

因为启动线程是异步的,即使能抛出异常,我们也无法捕获,因为线程是异步发起的,捕获也是需要阻塞或者同步捕获的。

所以就算它能有一个返回值,我们也很难把这个返回值利用到,如果真的想弥补 Runnable 的这两个缺陷,可以用下面的补救措施 使用 Callable

Callable 是一个类似于 Runnable 的接口,实现 Callable 接口的类和实现 Runnable 接口的类都是可以被其他线程执行的任务。

Callable 和 Runnable 的不同之处是什么

我们先来看一下代码:

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

public interface Runnable {
    public void run();
}
  • 方法名,Callable 规定的执行方法是 call(),而 Runnable 规定的执行方法是 run()
  • 返回值,Callable 的任务执行后有返回值,而 Runnable 的任务执行后是没有返回值的
  • 抛出异常,call() 方法可抛出异常,而 run() 方法是不能抛出受检查异常的

和 Callable 配合的有一个 Future 类,通过 Future 可以了解任务执行情况,或者取消任务的执行,还可获取任务执行的结果,这些功能都是 Runnable 做不到的,Callable 的功能要比 Runnable 强大。

Callable是怎么弥补这些缺陷的

  Callable接口的执行方法是call(), call()是有返回值的,而且call()方法可以抛出异常,这些功能刚好弥补了runnable的不足,当然这些功能的实现需要借助于Future这个类,通过Future能管理任务的执行,并且获取运行结果或者异常。

Future他的功能如其名字一样,掌控未来,因为线程是异步的,要想获取到结果,就需要等待未来线程执行完,所以名字叫Future, 意味着从未来获取结果。具体的实现细节,我们下一节再聊。

最后

  感谢大家看到这里,如果觉得有用,点个赞或者有问题留言也行,我看到后第一时间回答,多谢各位老铁!!!

原文始发于微信公众号(TodoCoder):Future掌控未来之Java的傻儿子Runnable的缺陷

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