Future掌控未来之Java的傻儿子Runnable的缺陷

2022-08-11 本文已影响0人我要进大厂

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，今天我们来聊一聊Runnable和Callable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：

Runnable 的缺陷到底是什么。
Runnable 为什么设计成这样。
Callable 和 Runnable 的不同之处是什么。
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> {
     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【并发进阶】Future掌控未来之Callable跨线程返回结果和抛出异常的原理分析。

作者：TodoCoder
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来源：稀土掘金
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