摘要：比如上一篇文章提到的線程池的方法，它可以在線程池中運(yùn)行一組任務(wù)，當(dāng)其中任何一個(gè)任務(wù)完成時(shí)，方法便會(huì)停止阻塞并返回，同時(shí)也會(huì)取消其他任務(wù)。

當(dāng)一個(gè)任務(wù)正在運(yùn)行的過(guò)程中，而我們卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)任務(wù)已經(jīng)沒有必要繼續(xù)運(yùn)行了，那么我們便產(chǎn)生了取消任務(wù)的需要。比如 上一篇文章 提到的線程池的 invokeAny 方法，它可以在線程池中運(yùn)行一組任務(wù)，當(dāng)其中任何一個(gè)任務(wù)完成時(shí)，invokeAny 方法便會(huì)停止阻塞并返回，同時(shí)也會(huì) 取消其他任務(wù)。那我們?nèi)绾稳∠粋€(gè)正在運(yùn)行的任務(wù)？

前面兩篇多線程的文章都有提到 Future 接口和它的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類 FutureTask，并且我們已經(jīng)知道 Future 可以用來(lái)和已經(jīng)提交的任務(wù)進(jìn)行交互。Future 接口定義了如下幾個(gè)方法：

get 方法：通過(guò)前面文章的介紹，我們已經(jīng)了解了 get 方法的使用 —— get 方法 用來(lái)返回和 Future 關(guān)聯(lián)的任務(wù)的結(jié)果。帶參數(shù)的 get 方法指定一個(gè)超時(shí)時(shí)間，在超時(shí)時(shí)間內(nèi)該方法會(huì)阻塞當(dāng)前線程，直到獲得結(jié)果 。

如果在給定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有獲得結(jié)果，那么便拋出 TimeoutException 異常；

或者執(zhí)行的任務(wù)被取消（此時(shí)拋出 CancellationException 異常）；

或者執(zhí)行任務(wù)時(shí)出錯(cuò)，即執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常（此時(shí)拋出 ExecutionException 異常）；

或者當(dāng)前線程被中斷（此時(shí)拋出 InterruptedException 異常 —— 注意，當(dāng)前線程是指調(diào)用 get 方法的線程，而不是運(yùn)行任務(wù)的線程）。

不帶參數(shù)的 get 可以理解為超時(shí)時(shí)間無(wú)限大，即一直等待直到獲得結(jié)果或者出現(xiàn)異常。

cancel(boolean mayInterruptIfRunning) 方法：該方法是非阻塞的。通過(guò) JDK 的文檔，我們可以知道 該方法便可以用來(lái)（嘗試）終止一個(gè)任務(wù)。

如果任務(wù)運(yùn)行之前調(diào)用了該方法，那么任務(wù)就不會(huì)被運(yùn)行；

如果任務(wù)已經(jīng)完成或者已經(jīng)被取消，那么該方法方法不起作用；

如果任務(wù)正在運(yùn)行，并且 cancel 傳入?yún)?shù)為 true，那么便會(huì)去終止與 Future 關(guān)聯(lián)的任務(wù)。

cancel(false) 與 cancel(true）的區(qū)別在于，cancel(false) 只 取消已經(jīng)提交但還沒有被運(yùn)行的任務(wù)（即任務(wù)就不會(huì)被安排運(yùn)行）；而 cancel(true) 會(huì)取消所有已經(jīng)提交的任務(wù)，包括 正在等待的 和 正在運(yùn)行的 任務(wù)。

isCancelled 方法：該方法是非阻塞的。在任務(wù)結(jié)束之前，如果任務(wù)被取消了，該方法返回 true，否則返回 false；如果任務(wù)已經(jīng)完成，該方法則一直返回 false。

isDone 方法：該方法同樣是非阻塞的。如果任務(wù)已經(jīng)結(jié)束（正常結(jié)束，或者被取消，或者執(zhí)行出錯(cuò)），返回 true，否則返回 false。

然后我們來(lái)實(shí)踐下 Future 的 cancel 方法的功能：

import java.util.concurrent.*;

public class FutureTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

        SimpleTask task = new SimpleTask(3_000); // task 需要運(yùn)行 3 秒
        Future future = threadPool.submit(task);
        threadPool.shutdown(); // 發(fā)送關(guān)閉線程池的指令

        double time = future.get();
        System.out.format("任務(wù)運(yùn)行時(shí)間: %.3f s
", time);

    }

    private static final class SimpleTask implements Callable {

        private final int sleepTime; // ms

        public SimpleTask(int sleepTime) {
            this.sleepTime = sleepTime;
        }

        @Override
        public Double call() throws Exception {
            double begin = System.nanoTime();

            Thread.sleep(sleepTime);

            double end = System.nanoTime();
            double time = (end - begin) / 1E9;

            return time; // 返回任務(wù)運(yùn)行的時(shí)間，以 秒 計(jì)
        }

    }
}

運(yùn)行結(jié)果（任務(wù)正常運(yùn)行）：

然后我們定義一個(gè)用來(lái)取消任務(wù)的方法：

private static void cancelTask(final Future future, final int delay) {

    Runnable cancellation = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            try {
                Thread.sleep(delay);
                future.cancel(true); // 取消與 future 關(guān)聯(lián)的正在運(yùn)行的任務(wù)
            } catch (InterruptedException ex) {
                ex.printStackTrace(System.err);
            }
        }
    };

    new Thread(cancellation).start();
}

然后修改 main 方法：

public static void main(String[] args) {
    ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

    SimpleTask task = new SimpleTask(3_000); // task 需要運(yùn)行 3 秒
    Future future = threadPool.submit(task);
    threadPool.shutdown(); // 發(fā)送關(guān)閉線程池的指令

    cancelTask(future, 2_000); // 在 2 秒之后取消該任務(wù)

    try {
        double time = future.get();
        System.out.format("任務(wù)運(yùn)行時(shí)間: %.3f s
", time);
    } catch (CancellationException ex) {
        System.err.println("任務(wù)被取消");
    } catch (InterruptedException ex) {
        System.err.println("當(dāng)前線程被中斷");
    } catch (ExecutionException ex) {
        System.err.println("任務(wù)執(zhí)行出錯(cuò)");
    }

}

運(yùn)行結(jié)果：

可以看到，當(dāng)任務(wù)被取消時(shí)，Future 的 get 方法拋出了 CancellationException 異常，并且成功的取消了任務(wù)（從構(gòu)建（運(yùn)行）總時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)）。

這樣就可以了嗎？調(diào)用 Future 的 cancel(true) 就一定能取消正在運(yùn)行的任務(wù)嗎？

我們來(lái)寫一個(gè)真正的耗時(shí)任務(wù)，判斷一個(gè)數(shù)是否為素?cái)?shù)，測(cè)試數(shù)據(jù)為 1000000033 （它是一個(gè)素?cái)?shù)）。

import java.util.concurrent.*;

public class FutureTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

        long num = 1000000033L;
        PrimerTask task = new PrimerTask(num);
        Future future = threadPool.submit(task);
        threadPool.shutdown();
        
        boolean result = future.get();
        System.out.format("%d 是否為素?cái)?shù)？ %b
", num, result);

    }

    private static final class PrimerTask implements Callable {

        private final long num;

        public PrimerTask(long num) {
            this.num = num;
        }

        @Override
        public Boolean call() throws Exception {
            // i < num 讓任務(wù)有足夠的運(yùn)行時(shí)間
            for (long i = 2; i < num; i++) {
                if (num % i == 0) {
                    return false;
                }
            }

            return true;
        }

    }

}

在我的機(jī)器上，這個(gè)任務(wù)需要 13 秒才能運(yùn)行完畢：

然后我們修改 main 方法，在任務(wù)運(yùn)行到 2 秒的時(shí)候調(diào)用 Future 的 cancel(true) ：

public static void main(String[] args) throws Exception {
    ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();

    long num = 1000000033L;
    PrimerTask task = new PrimerTask(num);
    Future future = threadPool.submit(task);
    threadPool.shutdown(); // 發(fā)送關(guān)閉線程池的指令

    cancelTask(future, 2_000); // 在 2 秒之后取消該任務(wù)

    try {
        boolean result = future.get();
        System.out.format("%d 是否為素?cái)?shù)？ %b
", num, result);
    } catch (CancellationException ex) {
        System.err.println("任務(wù)被取消");
    } catch (InterruptedException ex) {
        System.err.println("當(dāng)前線程被中斷");
    } catch (ExecutionException ex) {
        System.err.println("任務(wù)執(zhí)行出錯(cuò)");
    }
}

程序運(yùn)行到 2 秒時(shí)候的輸出：

程序的最終輸出：

可以發(fā)現(xiàn)，雖然我們?nèi)∠巳蝿?wù)，Future 的 get 方法也對(duì)我們的取消做出了響應(yīng)（即拋出 CancellationException 異常），但是任務(wù)并沒有停止，而是直到任務(wù)運(yùn)行完畢了，程序才結(jié)束。

查看 Future 的實(shí)現(xiàn)類 FutureTask 的源碼，我們來(lái)看一下調(diào)用 cancel(true) 究竟發(fā)生了什么：

原來(lái) cancel(true) 方法的原理是向正在運(yùn)行任務(wù)的線程發(fā)送中斷指令 —— 即調(diào)用運(yùn)行任務(wù)的 Thread 的 interrupt() 方法。

所以 如果一個(gè)任務(wù)是可取消的，那么它應(yīng)該可以對(duì) Thread 的 interrupt() 方法做出被取消時(shí)的響應(yīng)。

而 Thread 的 isInterrupted() 方法，便可以用來(lái)判斷當(dāng)前 Thread 是否被中斷。任務(wù)開始運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行任務(wù)的線程肯定沒有被中斷，所以 isInterruped() 方法會(huì)返回 false；而 interrupt() 方法調(diào)用之后，isInterruped() 方法會(huì)返回 true。
（由此我們也可以知道，Thread.sleep 方法是可以對(duì)中斷做出響應(yīng)的）

所以我們修改 PrimerTask 的 call 方法，讓其可以對(duì)運(yùn)行任務(wù)的線程被中斷時(shí)做出停止運(yùn)行（跳出循環(huán)）的響應(yīng)：

@Override
public Boolean call() throws Exception {
    // i < num 讓任務(wù)有足夠的運(yùn)行時(shí)間
    for (long i = 2; i < num; i++) {
        if (Thread.currentThread().isInterrupted()) { // 任務(wù)被取消
            System.out.println("PrimerTask.call： 你取消我干啥？");
            return false;
        }

        if (num % i == 0) {
            return false;
        }
    }

    return true;
}

運(yùn)行結(jié)果：

可以看到程序在 2 秒的時(shí)候停止了運(yùn)行，任務(wù)被成功取消。

總結(jié)：如果要通過(guò) Future 的 cancel 方法取消正在運(yùn)行的任務(wù)，那么該任務(wù)必定是可以 對(duì)線程中斷做出響應(yīng) 的任務(wù)。通過(guò) Thread.currentThread().isInterrupted() 方法，我們可以判斷任務(wù)是否被取消，從而做出相應(yīng)的取消任務(wù)的響應(yīng)。