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1.Callable接口介紹
Callable接口是JDK1.5新增的泛型接口，在JDK1.8中，被聲明為函數(shù)式接口，如下所示。
創(chuàng)新新互聯(lián)，憑借10余年的網(wǎng)站建設(shè)、做網(wǎng)站經(jīng)驗，本著真心·誠心服務(wù)的企業(yè)理念服務(wù)于成都中小企業(yè)設(shè)計網(wǎng)站有千余家案例。做網(wǎng)站建設(shè)，選創(chuàng)新互聯(lián)。
@FunctionalInterface
public interface Callable{
V call() throws Exception;
}
在JDK 1.8中只聲明有一個方法的接口為函數(shù)式接口，函數(shù)式接口可以使用@FunctionalInterface注解修飾，也可以不使用@FunctionalInterface注解修飾。只要一個接口中只包含有一個方法，那么，這個接口就是函數(shù)式接口。
在JDK中，實現(xiàn)Callable接口的子類如下圖所示。
默認(rèn)的子類層級關(guān)系圖看不清，這里，可以通過IDEA右鍵Callable接口，選擇“Layout”來指定Callable接口的實現(xiàn)類圖的不同結(jié)構(gòu)，如下所示。
這里，可以選擇“Organic Layout”選項，選擇后的Callable接口的子類的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
在實現(xiàn)Callable接口的子類中，有幾個比較重要的類，如下圖所示。
分別是：Executors類中的靜態(tài)內(nèi)部類：PrivilegedCallable、PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader、RunnableAdapter和Task類下的TaskCallable。
2.實現(xiàn)Callable接口的重要類分析
接下來，分析的類主要有：PrivilegedCallable、PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader、RunnableAdapter和Task類下的TaskCallable。雖然這些類在實際工作中很少被直接用到，但是作為一名合格的開發(fā)工程師，設(shè)置是禿頂?shù)馁Y深專家來說，了解并掌握這些類的實現(xiàn)有助你進(jìn)一步理解Callable接口，并提高專業(yè)技能(頭發(fā)再掉一批，哇哈哈哈。。。)。
PrivilegedCallable
PrivilegedCallable類是Callable接口的一個特殊實現(xiàn)類，它表明Callable對象有某種特權(quán)來訪問系統(tǒng)的某種資源，PrivilegedCallable類的源代碼如下所示。
「高并發(fā)」深入解析Callable接口
原創(chuàng)2022-02-16 09:45·冰河001
大家好，我是冰河~~
本文純干貨，從源碼角度深入解析Callable接口，希望大家踏下心來，打開你的IDE，跟著文章看源碼，相信你一定收獲不小。
1.Callable接口介紹
Callable接口是JDK1.5新增的泛型接口，在JDK1.8中，被聲明為函數(shù)式接口，如下所示。
@FunctionalInterface
public interface Callable{
V call() throws Exception;
}
在JDK 1.8中只聲明有一個方法的接口為函數(shù)式接口，函數(shù)式接口可以使用@FunctionalInterface注解修飾，也可以不使用@FunctionalInterface注解修飾。只要一個接口中只包含有一個方法，那么，這個接口就是函數(shù)式接口。
在JDK中，實現(xiàn)Callable接口的子類如下圖所示。
「高并發(fā)」深入解析Callable接口
默認(rèn)的子類層級關(guān)系圖看不清，這里，可以通過IDEA右鍵Callable接口，選擇“Layout”來指定Callable接口的實現(xiàn)類圖的不同結(jié)構(gòu)，如下所示。
「高并發(fā)」深入解析Callable接口
這里，可以選擇“Organic Layout”選項，選擇后的Callable接口的子類的結(jié)構(gòu)如下圖所示。
「高并發(fā)」深入解析Callable接口
在實現(xiàn)Callable接口的子類中，有幾個比較重要的類，如下圖所示。
「高并發(fā)」深入解析Callable接口
分別是：Executors類中的靜態(tài)內(nèi)部類：PrivilegedCallable、PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader、RunnableAdapter和Task類下的TaskCallable。
2.實現(xiàn)Callable接口的重要類分析
接下來，分析的類主要有：PrivilegedCallable、PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader、RunnableAdapter和Task類下的TaskCallable。雖然這些類在實際工作中很少被直接用到，但是作為一名合格的開發(fā)工程師，設(shè)置是禿頂?shù)馁Y深專家來說，了解并掌握這些類的實現(xiàn)有助你進(jìn)一步理解Callable接口，并提高專業(yè)技能（頭發(fā)再掉一批，哇哈哈哈。。。）。
PrivilegedCallable
PrivilegedCallable類是Callable接口的一個特殊實現(xiàn)類，它表明Callable對象有某種特權(quán)來訪問系統(tǒng)的某種資源，PrivilegedCallable類的源代碼如下所示。
/**
* A callable that runs under established access control settings
*/
static final class PrivilegedCallableimplements Callable {
private final Callabletask;
private final AccessControlContext acc;
PrivilegedCallable(Callabletask) {
this.task = task;
this.acc = AccessController.getContext();
}
public T call() throws Exception {
try {
return AccessController.doPrivileged(
new PrivilegedExceptionAction() {
public T run() throws Exception {
return task.call();
}
}, acc);
} catch (PrivilegedActionException e) {
throw e.getException();
}
}
}
從PrivilegedCallable類的源代碼來看，可以將PrivilegedCallable看成是對Callable接口的封裝，并且這個類也繼承了Callable接口。
在PrivilegedCallable類中有兩個成員變量，分別是Callable接口的實例對象和AccessControlContext類的實例對象，如下所示。
private final Callabletask;
private final AccessControlContext acc;
其中，AccessControlContext類可以理解為一個具有系統(tǒng)資源訪問決策的上下文類，通過這個類可以訪問系統(tǒng)的特定資源。通過類的構(gòu)造方法可以看出，在實例化AccessControlContext類的對象時，只需要傳遞Callable接口子類的對象即可，如下所示。
PrivilegedCallable(Callabletask) {
this.task = task;
this.acc = AccessController.getContext();
}
AccessControlContext類的對象是通過AccessController類的getContext()方法獲取的，這里，查看AccessController類的getContext()方法，如下所示。
public static AccessControlContext getContext(){
AccessControlContext acc = getStackAccessControlContext();
if (acc == null) {
return new AccessControlContext(null, true);
} else {
return acc.optimize();
}
}
通過AccessController的getContext()方法可以看出，首先通過getStackAccessControlContext()方法來獲取AccessControlContext對象實例。如果獲取的AccessControlContext對象實例為空，則通過調(diào)用AccessControlContext類的構(gòu)造方法實例化，否則，調(diào)用AccessControlContext對象實例的optimize()方法返回AccessControlContext對象實例。
這里，我們先看下getStackAccessControlContext()方法是個什么鬼。
private static native AccessControlContext getStackAccessControlContext();
原來是個本地方法，方法的字面意思就是獲取能夠訪問系統(tǒng)棧的決策上下文對象。
接下來，我們回到PrivilegedCallable類的call()方法，如下所示。
public T call() throws Exception {
try {
return AccessController.doPrivileged(
new PrivilegedExceptionAction() {
public T run() throws Exception {
return task.call();
}
}, acc);
} catch (PrivilegedActionException e) {
throw e.getException();
}
}
通過調(diào)用AccessController.doPrivileged()方法，傳遞PrivilegedExceptionAction。接口對象和AccessControlContext對象，并最終返回泛型的實例對象。
首先，看下AccessController.doPrivileged()方法，如下所示。
@CallerSensitive
public static nativeT
doPrivileged(PrivilegedExceptionActionaction,
AccessControlContext context)
throws PrivilegedActionException;
可以看到，又是一個本地方法。也就是說，最終的執(zhí)行情況是將PrivilegedExceptionAction接口對象和AccessControlContext對象實例傳遞給這個本地方法執(zhí)行。并且在PrivilegedExceptionAction接口對象的run()方法中調(diào)用Callable接口的call()方法來執(zhí)行最終的業(yè)務(wù)邏輯，并且返回泛型對象。
- PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader
此類表示為在已經(jīng)建立的特定訪問控制和當(dāng)前的類加載器下運行的Callable類，源代碼如下所示。
/**
* A callable that runs under established access control settings and
* current ClassLoader
*/
static final class PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoaderimplements Callable {
private final Callabletask;
private final AccessControlContext acc;
private final ClassLoader ccl;
PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader(Callabletask) {
SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
sm.checkPermission(SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);
sm.checkPermission(new RuntimePermission("setContextClassLoader"));
}
this.task = task;
this.acc = AccessController.getContext();
this.ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
}
public T call() throws Exception {
try {
return AccessController.doPrivileged(
new PrivilegedExceptionAction() {
public T run() throws Exception {
Thread t = Thread.currentThread();
ClassLoader cl = t.getContextClassLoader();
if (ccl == cl) {
return task.call();
} else {
t.setContextClassLoader(ccl);
try {
return task.call();
} finally {
t.setContextClassLoader(cl);
}
}
}
}, acc);
} catch (PrivilegedActionException e) {
throw e.getException();
}
}
}
這個類理解起來比較簡單，首先，在類中定義了三個成員變量，如下所示。
private final Callabletask;
private final AccessControlContext acc;
private final ClassLoader ccl;
接下來，通過構(gòu)造方法注入Callable對象，在構(gòu)造方法中，首先獲取系統(tǒng)安全管理器對象實例，通過系統(tǒng)安全管理器對象實例檢查是否具有獲取ClassLoader和設(shè)置ContextClassLoader的權(quán)限。并在構(gòu)造方法中為三個成員變量賦值，如下所示。
PrivilegedCallableUsingCurrentClassLoader(Callabletask) {
SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
sm.checkPermission(SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);
sm.checkPermission(new RuntimePermission("setContextClassLoader"));
}
this.task = task;
this.acc = AccessController.getContext();
this.ccl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
}
接下來，通過調(diào)用call()方法來執(zhí)行具體的業(yè)務(wù)邏輯，如下圖所示。
public T call() throws Exception {
try {
return AccessController.doPrivileged(
new PrivilegedExceptionAction() {
public T run() throws Exception {
Thread t = Thread.currentThread();
ClassLoader cl = t.getContextClassLoader();
if (ccl == cl) {
return task.call();
} else {
t.setContextClassLoader(ccl);
try {
return task.call();
} finally {
t.setContextClassLoader(cl);
}
}
}
}, acc);
} catch (PrivilegedActionException e) {
throw e.getException();
}
}
在call()方法中同樣是通過調(diào)用AccessController類的本地方法doPrivileged，傳遞PrivilegedExceptionAction接口的實例對象和AccessControlContext類的對象實例。
具體執(zhí)行邏輯為：在PrivilegedExceptionAction對象的run()方法中獲取當(dāng)前線程的ContextClassLoader對象，如果在構(gòu)造方法中獲取的ClassLoader對象與此處的ContextClassLoader對象是同一個對象(不止對象實例相同，而且內(nèi)存地址也相同)，則直接調(diào)用Callable對象的call()方法返回結(jié)果。否則，將PrivilegedExceptionAction對象的run()方法中的當(dāng)前線程的ContextClassLoader設(shè)置為在構(gòu)造方法中獲取的類加載器對象，接下來，再調(diào)用Callable對象的call()方法返回結(jié)果。最終將當(dāng)前線程的ContextClassLoader重置為之前的ContextClassLoader。
- RunnableAdapter
RunnableAdapter類比較簡單，給定運行的任務(wù)和結(jié)果，運行給定的任務(wù)并返回給定的結(jié)果，源代碼如下所示。
/**
* A callable that runs given task and returns given result
*/
static final class RunnableAdapterimplements Callable {
final Runnable task;
final T result;
RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
this.task = task;
this.result = result;
}
public T call() {
task.run();
return result;
}
}
- TaskCallable
TaskCallable類是javafx.concurrent.Task類的靜態(tài)內(nèi)部類，TaskCallable類主要是實現(xiàn)了Callable接口并且被定義為FutureTask的類，并且在這個類中允許我們攔截call()方法來更新task任務(wù)的狀態(tài)。源代碼如下所示。
private static final class TaskCallableimplements Callable {
private Tasktask;
private TaskCallable() { }
@Override
public V call() throws Exception {
task.started = true;
task.runLater(() -> {
task.setState(State.SCHEDULED);
task.setState(State.RUNNING);
});
try {
final V result = task.call();
if (!task.isCancelled()) {
task.runLater(() -> {
task.updateValue(result);
task.setState(State.SUCCEEDED);
});
return result;
} else {
return null;
}
} catch (final Throwable th) {
task.runLater(() -> {
task._setException(th);
task.setState(State.FAILED);
});
if (th instanceof Exception) {
throw (Exception) th;
} else {
throw new Exception(th);
}
}
}
}
從TaskCallable類的源代碼可以看出，只定義了一個Task類型的成員變量。下面主要分析TaskCallable類的call()方法。
當(dāng)程序的執(zhí)行進(jìn)入到call()方法時，首先將task對象的started屬性設(shè)置為true，表示任務(wù)已經(jīng)開始，并且將任務(wù)的狀態(tài)依次設(shè)置為State.SCHEDULED和State.RUNNING，依次觸發(fā)任務(wù)的調(diào)度事件和運行事件。如下所示。
task.started = true;
task.runLater(() -> {
task.setState(State.SCHEDULED);
task.setState(State.RUNNING);
});
接下來，在try代碼塊中執(zhí)行Task對象的call()方法，返回泛型對象。如果任務(wù)沒有被取消，則更新任務(wù)的緩存，將調(diào)用call()方法返回的泛型對象綁定到Task對象中的ObjectProperty對象中，其中，ObjectProperty在Task類中的定義如下。
private final ObjectPropertyvalue = new SimpleObjectProperty<>(this, "value");
接下來，將任務(wù)的狀態(tài)設(shè)置為成功狀態(tài)。如下所示。
try {
final V result = task.call();
if (!task.isCancelled()) {
task.runLater(() -> {
task.updateValue(result);
task.setState(State.SUCCEEDED);
});
return result;
} else {
return null;
}
}
如果程序拋出了異常或者錯誤，會進(jìn)入catch()代碼塊，設(shè)置Task對象的Exception信息并將狀態(tài)設(shè)置為State.FAILED，也就是將任務(wù)標(biāo)記為失敗。接下來，判斷異?；蝈e誤的類型，如果是Exception類型的異常，則直接強(qiáng)轉(zhuǎn)為Exception類型的異常并拋出。否則，將異常或者錯誤封裝為Exception對象并拋出，如下所示。
catch (final Throwable th) {
task.runLater(() -> {
task._setException(th);
task.setState(State.FAILED);
});
if (th instanceof Exception) {
throw (Exception) th;
} else {
throw new Exception(th);
}
}
記住：你比別人強(qiáng)的地方，不是你做過多少年的CRUD工作，而是你比別人掌握了更多深入的技能。不要總停留在CRUD的表面工作，理解并掌握底層原理并熟悉源碼實現(xiàn)，并形成自己的抽象思維能力，做到靈活運用，才是你突破瓶頸，脫穎而出的重要方向!
最后，作為一名合格(發(fā)際線比較高)的開發(fā)人員或者資深(禿頂)的工程師和架構(gòu)師來說，理解原理和掌握源碼，并形成自己的抽象思維能力，靈活運用是你必須掌握的技能。
文章標(biāo)題：「高并發(fā)」深入解析Callable接口
分享路徑：http://m.fisionsoft.com.cn/article/coesccg.html
