1. 概述
自Java早期以来，多线程一直是Java的一个主要方面。Runnable是为表示多线程任务而提供的核心接口，Java 1.5提供了Callable作为Runnable的改进版本。
在本教程中，我们将探讨两个接口的差异和应用。
2. 执行机制
两个接口都被设计为表示可以由多个线程运行的任务。Runnable任务可以使用Thread类或ExecutorService运行，而Callable任务只能使用后者运行。
3. 返回值
让我们更深入地了解一下这些接口处理返回值的方式。
3.1 Runnable
Runnable接口是一个函数接口，只有一个run()方法，它不接收任何参数，也不返回任何值。
这适用于我们不需要执行线程返回结果的情况，例如，对传入的事件做日志记录：
public interface Runnable {
void run();
}
让我们通过一个例子来理解这一点：
public class EventLoggingTask implements Runnable {
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(EventLoggingTask.class);
@Override
public void run() {
String message = "Message read from the event queue";
logger.info("Message read from event queue is " + message);
}
}
在本例中，线程将从队列中读取一条消息，并将其记录在日志文件中。任务没有返回任何值；
我们可以使用ExecutorService启动该任务：
public class TaskRunner {
public static void main(String[] args) {
executeTask();
}
private static void executeTask() {
ExecutorService executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
EventLoggingTask task = new EventLoggingTask();
Future<?> future = executorService.submit(task);
executorService.shutdown();
}
}
在这种情况下，submit()方法返回的Future对象将不包含任何值。
3.2 Callable
Callable接口是一个泛型接口，包含一个call()方法，该方法返回一个泛型类型V的值：
public interface Callable<V> {
V call() throws Exception;
}
让我们来看一个计算数字阶乘的例子：
public class FactorialTask implements Callable<Integer> {
int number;
public FactorialTask(int number) {
this.number = number;
}
public Integer call() throws InvalidParameterException {
int fact = 1;
if (number < 0)
throw new InvalidParameterException("Number must be positive");
for (int count = number; count > 1; count--)
fact = fact * count;
return fact;
}
private static class InvalidParameterException extends Exception {
public InvalidParameterException(String message) {
super(message);
}
}
}
call()方法的结果将在Future对象中返回：
class FactorialTaskManualTest {
private ExecutorService executorService;
@BeforeEach
void setup() {
executorService = Executors.newSingleThreadExecutor();
}
@Test
void whenTaskSubmitted_ThenFutureResultObtained() throws ExecutionException, InterruptedException {
FactorialTask task = new FactorialTask(5);
Future<Integer> future = executorService.submit(task);
assertEquals(120, future.get().intValue());
}
@AfterEach
void cleanup() {
executorService.shutdown();
}
}
4. 异常处理
让我们看看它们在异常处理方面的不同。
4.1 Runnable
由于方法签名没有指定“throws”子句，因此无法传播进一步受检异常。
4.2 Callable
Callable的call()方法包含“throws Exception”子句，因此我们可以轻松地进一步传播受检异常：
public class FactorialTask implements Callable<Integer> {
public Integer call() throws InvalidParamaterException {
int fact = 1;
if (number < 0)
throw new InvalidParamaterException("Number must be positive");
for (int count = number; count > 1; count--)
fact = fact * count;
return fact;
}
}
如果使用ExecutorService运行Callable，则会在Future对象中收集异常。可以通过调用Future.get()方法来检查该对象，这将抛出一个ExecutionException，它包装了原始异常：
@Test
void whenException_ThenCallableThrowsIt() throws ExecutionException, InterruptedException {
FactorialTask task = new FactorialTask(-5);
Future<Integer> future = executorService.submit(task);
assertThrows(ExecutionException.class, future::get);
}
在上面的测试中，当我们传递一个无效的数字时，会抛出ExecutionException。我们可以在此异常对象上调用getCause()方法来获取原始的受检异常。
如果我们不调用Future类的get()方法，那么call()方法引发的异常将不会被引出，并且任务仍将标记为已完成：
@Test
void whenException_ThenCallableDoesntThrowsItIfGetIsNotCalled() {
FactorialTask task = new FactorialTask(-5);
Future<Integer> future = executorService.submit(task);
assertFalse(future.isDone());
}
尽管我们已经在FactorialTask抛出了InvalidParameterException异常，但上述测试仍将成功通过。
5. 总结
在本文中，我们探讨了Runnable和Callable接口之间的区别。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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