使用 Future 接口

Future 接口是Java并發(fā)包中提供的一種異步任務(wù)執(zhí)行的解決方案。通過(guò)創(chuàng)建一個(gè) Future 對(duì)象，我們可以在子線程中執(zhí)行耗時(shí)的計(jì)算任務(wù)，并在主線程中通過(guò)調(diào)用 Future 的 get() 方法獲取計(jì)算結(jié)果。這種方式簡(jiǎn)單直接，適用于需要返回單一計(jì)算結(jié)果的場(chǎng)景。

下面是一個(gè)示例代碼：

public class FutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
        Future<Integer> future = executor.submit(() -> {
            // 在子線程中執(zhí)行耗時(shí)計(jì)算任務(wù)
            Thread.sleep(2000);
            return 42;
        });
        
        try {
            // 在主線程中獲取計(jì)算結(jié)果
            int result = future.get();
            System.out.println("Result: " + result);
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        executor.shutdown();
    }
}

使用回調(diào)函數(shù)

除了 Future 接口，Java還提供了回調(diào)函數(shù)的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)子線程向主線程傳遞結(jié)果。通過(guò)在子線程中調(diào)用主線程提供的回調(diào)函數(shù)，我們可以將計(jì)算結(jié)果傳遞給主線程，并在主線程中進(jìn)行后續(xù)的處理。這種方式適用于需要在子線程完成某些操作后通知主線程的場(chǎng)景。

下面是一個(gè)示例代碼：

public class CallbackExample {
    public static void main(String[] args) {
        MainThread mainThread = new MainThread();
        SubThread subThread = new SubThread(mainThread);
        subThread.start();
    }
}

class MainThread {
    public void callback(int result) {
        // 在主線程中處理子線程傳遞的結(jié)果
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

class SubThread extends Thread {
    private MainThread mainThread;
    
    public SubThread(MainThread mainThread) {
        this.mainThread = mainThread;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        // 在子線程中執(zhí)行耗時(shí)計(jì)算任務(wù)
        int result = 42;
        mainThread.callback(result);
    }
}

使用共享變量

另一種在Java子線程向主線程傳遞結(jié)果的方式是使用共享變量。我們可以在主線程和子線程中共享一個(gè)變量，在子線程中修改這個(gè)變量的值，然后在主線程中讀取該值。這種方式簡(jiǎn)單易懂，但需要注意線程安全問(wèn)題，可以使用synchronized或者volatile關(guān)鍵字來(lái)確保數(shù)據(jù)的正確性。

下面是一個(gè)示例代碼：

public class SharedVariableExample {
    private static int result;
    
    public static void main(String[] args) {
        SubThread subThread = new SubThread();
        subThread.start();
        
        // 在主線程中讀取子線程設(shè)置的結(jié)果
        System.out.println("Result: " + result);
    }
    
    static class SubThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            // 在子線程中執(zhí)行耗時(shí)計(jì)算任務(wù)
            result = 42;
        }
    }
}

使用阻塞隊(duì)列

阻塞隊(duì)列是Java并發(fā)包中提供的一種線程安全的隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，它可以用于在線程之間傳遞數(shù)據(jù)。我們可以在子線程中將計(jì)算結(jié)果放入隊(duì)列，然后在主線程中從隊(duì)列中取出結(jié)果。這種方式適用于需要在子線程中返回多個(gè)結(jié)果的場(chǎng)景。

下面是一個(gè)示例代碼：

public class BlockingQueueExample {
    public static void main(String[] args) {
        BlockingQueue<Integer> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
        
        // 創(chuàng)建子線程,將計(jì)算結(jié)果放入隊(duì)列
        new Thread(() -> {
            queue.offer(42);
            queue.offer(24);
            queue.offer(18);
        }).start();
        
        // 在主線程中從隊(duì)列中取出結(jié)果
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            try {
                int result = queue.take();
                System.out.println("Result: " + result);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

使用自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

除了使用Java提供的現(xiàn)成工具，我們也可以自定義一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)子線程向主線程傳遞結(jié)果。例如，可以創(chuàng)建一個(gè)包含計(jì)算結(jié)果的自定義對(duì)象，并在子線程中設(shè)置該對(duì)象的屬性值，然后在主線程中獲取該對(duì)象。這種方式靈活性更強(qiáng)，可以根據(jù)具體需求進(jìn)行定制。

下面是一個(gè)示例代碼：

public class CustomDataStructureExample {
    public static void main(String[] args) {
        ResultContainer resultContainer = new ResultContainer();
        SubThread subThread = new SubThread(resultContainer);
        subThread.start();
        
        // 在主線程中獲取子線程設(shè)置的結(jié)果
        System.out.println("Result: " + resultContainer.getResult());
    }
}

class ResultContainer {
    private int result;
    
    public void setResult(int result) {
        this.result = result;
    }
    
    public int getResult() {
        return result;
    }
}

class SubThread extends Thread {
    private ResultContainer resultContainer;
    
    public SubThread(ResultContainer resultContainer) {
        this.resultContainer = resultContainer;
    }
    
    @Override
    public void run() {
        // 在子線程中執(zhí)行耗時(shí)計(jì)算任務(wù)
        int result = 42;
        resultContainer.setResult(result);
    }
}

使用 CompletableFuture

CompletableFuture 是Java 8 引入的一個(gè)強(qiáng)大的異步編程工具，它可以很好地解決子線程向主線程傳遞結(jié)果的問(wèn)題。通過(guò)使用 CompletableFuture，我們可以在子線程中執(zhí)行異步任務(wù)，并在主線程中通過(guò) CompletableFuture 的各種方法獲取和處理計(jì)算結(jié)果。這種方式功能強(qiáng)大，代碼簡(jiǎn)潔，是Java開(kāi)發(fā)者的首選。

下面是一個(gè)示例代碼：

public class CompletableFutureExample {
    public static void main(String[] args) {
        CompletableFuture<Integer> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> {
            // 在子線程中執(zhí)行耗時(shí)計(jì)算任務(wù)
            return 42;
        });
        
        // 在主線程中處理子線程的計(jì)算結(jié)果
        future.thenAccept(result -> {
            System.out.println("Result: " + result);
        });
    }
}

總結(jié)

本文詳細(xì)介紹了在Java開(kāi)發(fā)中如何在子線程中返回結(jié)果給主線程的多種方法，包括使用Future接口、回調(diào)函數(shù)、共享變量、阻塞隊(duì)列、自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及CompletableFuture等。每種方式都有其適用的場(chǎng)景，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)具體需求選擇合適的解決方案。通過(guò)全面掌握這些技術(shù)，Java開(kāi)發(fā)者可以更好地利用多線程提高程序的性能和響應(yīng)能力。