FutureTask的应用

让我们先写一个demo

class Task implements Callable<Integer> {@Overridepublic Integer call() throws Exception {Thread.sleep(2);return 1;}
}
public class test {private int x;public static void main(String[] args) throws Exception {ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();Future<Integer> future = executorService.submit(new Task());System.out.println(future.get());}
}

我们知道，实际上线程创建只有两种方式Runnable和Callable，而使用Callable，在线程池中，需要使用submit()才有返回值，所以我们进入submit()

不难看出，submit()做了一件事,它内部调用了一个叫newTaskFor的方法，这个方法会调用FutureTask的构造方法，所以我们可以得出结论
在线程池中，无论是出于异步的目的，还是单纯想要有返回值，都避不开FutureTask

也许有人会觉得，我可以直接execute来跳过submit()，然而在ThreadPoolExecutor类中我们可以看到，只有一个方法public void execute(Runnable command) ;也不存在它的重载方法，也就是说不存在返回值。
所以唯一的方法就是使用FutureTask，这个类实现了RunnableFuture接口，RunnableFuture接口同时继承了Runnable和Future两个接口，可以满足execute(Runnable command)的调用

构造方法

增加任务，可以选择Callable或Runnable，需要注意的是，Runnable也可以有返回值，因为它调用了Executor当中的RunnableAdapter，可以将Runnable适配成Callable

FutureTask有着自己的结果存储变量outcome,任务的返回值就是这个值，往往通过get()来获得它(如第一个demo所示)

主要参数

WaitNode 保存自己当前线程和下一个WaitNode的指针，这是个用来装相同任务线程的无锁并发栈，也就是说，如果未来有线程拥有同样任务，那么加入的方式是头插法，无锁并发是通过CAS来保证一致性的。

NEW 正在运行或将要运行
COMPLETING 完结前的操作
NORMAL 正常完结
EXCEPTIONAL 异常完结
CANCELLED 取消
INTERRUTING 正在进行中断操作
INTERRUTED 任务已经被标记中断

状态转变仅存在三个方法，set()，setException()，cancel()
在COMPLETING状态和INTERRUTING状态是懒写入的，因为值唯一并且在后来无法更改

基本操作

放入结果

作用：在成功完成计算的基础上run()内部会调用set()来设置值，将任务结果输入到指定outcome，除非已有相同的任务或已被取消。

状态变化：NEW->COMPLETING->NORMAL

逐个节点thread置空，唤醒等待线程，然后执行FutureTask的done()，然后将任务置空

这个方法在正常结束（NORMAL）和被取消（CANCELLED）时会被调用
但并没有具体实现，子类继承该方法用于在任务完成时回调或者记录总数（这是官方推荐的）。可以在方法的实现中查询状态来确定任务是否被取消了。

get

该方法如果要在NEW和COMPLETING调用需要满足

    private int awaitDone(boolean timed, long nanos)throws InterruptedException {// The code below is very delicate, to achieve these goals:// - call nanoTime exactly once for each call to park// - if nanos <= 0L, return promptly without allocation or nanoTime// - if nanos == Long.MIN_VALUE, don't underflow// - if nanos == Long.MAX_VALUE, and nanoTime is non-monotonic//   and we suffer a spurious wakeup, we will do no worse than//   to park-spin for a whilelong startTime = 0L;    // Special value 0L means not yet parkedWaitNode q = null;boolean queued = false;for (;;) {int s = state;if (s > COMPLETING) {if (q != null)q.thread = null;return s;}else if (s == COMPLETING)// We may have already promised (via isDone) that we are done// so never return empty-handed or throw InterruptedExceptionThread.yield();else if (Thread.interrupted()) {removeWaiter(q);throw new InterruptedException();}else if (q == null) {if (timed && nanos <= 0L)return s;q = new WaitNode();}else if (!queued)queued = WAITERS.weakCompareAndSet(this, q.next = waiters, q);else if (timed) {final long parkNanos;if (startTime == 0L) { // first timestartTime = System.nanoTime();if (startTime == 0L)startTime = 1L;parkNanos = nanos;} else {long elapsed = System.nanoTime() - startTime;if (elapsed >= nanos) {removeWaiter(q);return state;}parkNanos = nanos - elapsed;}// nanoTime may be slow; recheck before parkingif (state < COMPLETING)LockSupport.parkNanos(this, parkNanos);}elseLockSupport.park(this);}}

如果是在COMPLETING状态，会直接释放CPU给其它线程
否则
第一次会进入else if (q == null) ，并新建waitNode节点
第二次会进入else if (!queued)，通过CAS加入队列，weakCompareAndSet和compareAndSet的区别在于，前者是volatile非增强语义，后者是volatile增强语义
完成了初始化，后面将会一直进入 else if (timed)，如果超时，就会删除节点并返回状态，而期间会有parkNanos记录剩余到达删除时间的纳秒数，这是为了后期挂起的线程还有执行时间而不是挂起
也就是说，<=completing一定会让出CPU，completing会处于就绪态而在此之前的状态会处于阻塞态
而走到这里如果依然处于NEW状态，就会进入WAITING，等待唤醒

如果没有许可，并且设置时间有效，那么就会挂起线程
唤醒条件：
1，被unpark
2，被中断，并且唤醒后不会报异常
3，时间到

最后的report()

用于返回结果，也可能抛出告知取消，为什么中断也会抛出取消呢，首先我们要明白一个前置条件，那就是只有get()和定时get()两个重载方法会调用report()，所以如果是一个新任务，那么它必定走到get()中的park()

而park()之后被唤醒情况有两种，第一种，set()内部调用finishCompletion()后把所有等待这个任务的线程释放，第二种，任务被取消了，运行线程会被中断，等待线程也会被内部调用的finishCompletion()给唤醒
第一种情况就是NORMAL，第二种情况就是CANCELLED
以下是第二种情况的具体流程

压轴-执行方法！

执行方法有两个-run()和runAndReset()，这两者的区别是
1 runAndReset()会反复执行，除非取消或遇到了异常，适用于程序内部循环调用。
2 runAndReset()不会保存结果，也就是outcome不会被赋值

让我们分析一下这个方法
首先CAS保证了这个任务只被启动了一次，而handlePossibleCancellationInterrupt()用于协助取消任务，这一步是为了防止漏掉中断，如果有其他线程正在执行cancel()(cancel源码在get()分析最后面)，他可能刚标记为INTERRUPTING还没来得及执行interrupt()然后run()就跑完了。

让我们看看另一个-run()

如果执行过且无异常就会将结果记入，记入函数set()在之前已经分析过了

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