1. 概述
在本教程中，我们将讨论结构相似但用法不同的Callable和Supplier函数接口。
两者都返回一个类型值并且不接收任何参数，执行上下文是确定差异的判别式。
在本教程中，我们将重点介绍异步任务的上下文。
2. 模型
在开始之前，让我们定义一个类：
public class User {
private String name;
private String surname;
private LocalDate birthDate;
private Integer age;
private Boolean canDriveACar = false;
// standard constructors, getters and setters
}
3. Callable
Callable是Java版本5中引入的接口，在版本8中演变为函数式接口。
它的SAM(Single Abstract Method)是方法call()，返回一个泛型值，可能会抛出异常：
V call() throws Exception;
它旨在封装应该由另一个线程执行的任务，例如Runnable接口。这是因为Callable实例可以通过ExecutorService执行。
因此，让我们定义一个实现：
public class AgeCalculatorCallable implements Callable<Integer> {
private final LocalDate birthDate;
@Override
public Integer call() throws Exception {
return Period.between(birthDate, LocalDate.now()).getYears();
}
// standard constructors, getters and setters
}
当call()方法返回一个值时，主线程检索它以执行其逻辑。为此，我们可以使用Future，这是一个在另一个线程上执行的任务完成时跟踪并获取值的对象。
3.1 单个任务
让我们定义一个只执行一个异步任务的方法：
public User execute(User user) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
try {
Future<Integer> ageFuture = executorService.submit(new AgeCalculatorCallable(user.getBirthDate()));
user.setAge(age.get());
} catch (ExecutionException | InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e.getCause());
}
return user;
}
我们可以通过lambda表达式重写submit()的内部块：
Future<Integer> ageFuture = executorService.submit(
() -> Period.between(user.getBirthDate(), LocalDate.now()).getYears());
当我们尝试通过调用get()方法访问返回值时，我们必须处理两个受检异常：
- InterruptedException：当线程处于休眠、活动或占用状态时发生中断时抛出
- ExecutionException：当通过抛出异常中止任务时抛出。换句话说，它是一个包装器异常，中止任务的真正异常是cause(可以使用getCause()方法检查)
3.2 任务链
执行属于链的任务取决于先前任务的状态，如果其中之一失败，则无法执行当前任务。
因此，让我们定义一个新的Callable：
public class CarDriverValidatorCallable implements Callable<Boolean> {
private final Integer age;
@Override
public Boolean call() throws Exception {
return age > 18;
}
// standard constructors, getters and setters
}
接下来，让我们定义一个任务链，其中第二个任务将前一个任务的结果作为输入参数：
public User execute(User user) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
try {
Future<Integer> ageFuture = executorService.submit(new AgeCalculatorCallable(user.getBirthDate()));
Integer age = ageFuture.get();
Future<Boolean> canDriveACarFuture = executorService.submit(new CarDriverValidatorCallable(age));
Boolean canDriveACar = canDriveACarFuture.get();
user.setAge(age);
user.setCanDriveACar(canDriveACar);
} catch (ExecutionException | InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e.getCause());
}
return user;
}
在任务链中使用Callable和Future存在一些问题：
- 链中的每个任务都遵循“提交-获取”模式，在很长的任务链中，这会产生冗长的代码。
- 当链可以容忍任务失败时，我们应该创建一个专用的try/catch块。
- 调用时，get()方法会一直等待，直到Callable返回一个值，因此链的总执行时间等于所有任务执行时间的总和。但是，如果下一个任务仅依赖于前一个任务的正确执行，则链式过程会显著减慢。
4. Supplier
Supplier是一个函数接口，其SAM(单一抽象方法)是get()。
它不接收任何参数，返回一个值，并且只抛出非受检的异常：
T get();
此接口最常见的用例之一是推迟某些代码的执行。
Optional类有一些方法接收Supplier作为参数，例如Optional.or()、Optional.orElseGet()。
因此，Supplier只有在Optional为空的时候才会执行。
我们还可以在异步计算上下文中使用它，特别是在CompletableFuture API中。
某些方法接收Supplier作为参数，例如supplyAsync()方法。
4.1 单个任务
让我们定义一个只执行一个异步任务的方法：
public User execute(User user) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
CompletableFuture<Integer> ageFut = CompletableFuture.supplyAsync(() -> Period.between(user.getBirthDate(), LocalDate.now())
.getYears(), executorService)
.exceptionally(throwable -> {throw new RuntimeException(throwable);});
user.setAge(ageFut.join());
return user;
}
在这种情况下，lambda表达式定义了Supplier，但我们也可以定义一个实现类。多亏了CompletableFuture，我们为异步操作定义了一个模板，使其更易于理解和修改。
join()方法提供Supplier的返回值。
4.2 任务链
我们还可以在Supplier接口和CompletableFuture的支持下开发一系列任务：
public User execute(User user) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
CompletableFuture<Integer> ageFut = CompletableFuture.supplyAsync(() -> Period.between(user.getBirthDate(), LocalDate.now())
.getYears(), executorService);
CompletableFuture<Boolean> canDriveACarFut = ageFut.thenComposeAsync(age -> CompletableFuture.supplyAsync(() -> age > 18, executorService))
.exceptionally((ex) -> false);
user.setAge(ageFut.join());
user.setCanDriveACar(canDriveACarFut.join());
return user;
}
使用CompletableFuture–Supplier方法定义异步任务链可以解决之前使用Future–Callable方法引入的一些问题：
- 链中的每个任务都是独立的，因此，如果任务执行失败，我们可以通过exceptionally()块来处理它。
- join()方法不需要在编译时处理受检的异常。
- 我们可以设计一个异步任务模板，完善每个任务的状态处理。
5. 总结
在本文中，我们讨论了Callable和Supplier接口之间的区别，重点关注异步任务的上下文。
接口设计级别的主要区别是Callable抛出的是受检异常。
Callable不适用于函数上下文。它随着时间的推移而适应，函数式编程和受检异常不相容。
因此，任何函数式API(例如CompletableFuture API)总是接收Supplier而不是Callable。
与往常一样，本教程的完整源代码可在GitHub上获得。
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