futuretask使用_JDK源码分析-FutureTask

1. 概述

FutureTask 是一个可取消的、异步执行任务的类，它的继承结构如下：

它实现了 RunnableFuture 接口，而该接口又继承了 Runnable 接口和 Future 接口，因此 FutureTask 也具有这两个接口所定义的特征。FutureTask 的主要功能：

异步执行任务，并且任务只执行一次；
监控任务是否完成、取消任务；
获取任务执行结果。

下面分析其代码实现。

2. 代码分析

2.1 RunnableFuture 接口

分析 FutureTask 的代码之前，先看下它实现的接口。RunnableFuture 接口定义如下：

public

RunnableFuture 接口继承了 Runnable 接口和 Future 接口，而 Runnable 接口只有一个 run 方法，这里不再赘述。下面分析 Future 接口。

2.2 Future 接口

Future 接口方法定义如下：

主要方法分析：

/*

2.3 FutureTask 代码分析

任务的状态变量

// 任务的状态

其中 state 表示任务的状态，总共有 7 种，它们之间的状态转换可能有以下 4 种情况：

任务执行正常：NEW -> COMPLETING -> NORMAL
任务执行异常：NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL
任务取消：NEW -> CANCELLED
任务中断：NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED

示意图：

WaitNode 类

在分析其他成员变量之前，先看一个内部嵌套类 WaitNode：

static

代码比较简单，就是对 Thread 的封装，可以理解为单链表的节点。

其他成员变量

/** The underlying callable; nulled out after running */

其中 waiters 是一个 Treiber 栈，简单来说，就是由单链表组成的线程安全的栈，如图所示：

构造器

// 创建一个 FutureTask 对象，在运行时将执行给定的 Callable

这两个构造器分别传入 Callable 对象和 Runnable 对象（适配为 Callable 对象），然后将其状态初始化为 NEW。

run: 执行任务

public

set & setException: 更新状态值，唤醒栈中等待的线程

protected

这两个方法的操作类似，都是更新 state 的值并给返回结果 outcome 赋值，然后执行结束操作 finishCompletion 方法：

private

finishCompletion 方法的作用就是唤醒栈中所有等待的线程，并清空栈。其中的 done 方法实现为空：

protected

子类可以重写该方法实现回调功能。

get: 获取执行结果

// 获取执行结果（阻塞式）

这两个方法都是获取任务执行的结果，原理也基本一样，区别在于后者有超时等待（超时会抛出 TimeoutException 异常）。

awaitDone: 等待任务执行完成

// Awaits completion or aborts on interrupt or timeout.

该方法的主要判断步骤如下：

若线程被中断，则响应中断；
若任务已完成，则返回状态值；
若任务正在执行，则让出 CPU 时间片；
若任务未执行，则将当前线程封装为 WaitNode 节点；
若 WaitNode 未入栈，则执行入栈；
若已入栈，则将线程挂起。

以上步骤是循环执行的，其实该方法的主要作用就是：当任务执行完成时，返回状态值；否则将当前线程挂起。

removeWaiter: 移除栈中的节点

private

report 方法：封装返回结果

private

该方法就是对返回结果的包装，无论是正常结束或是抛出异常。

cancel: 取消任务

public

3. 场景举例

FutureTask 适合多线程执行一些耗时的操作，然后获取执行结果。下面结合线程池简单分析其用法，示例代码如下（仅供参考）：

public

4. 小结

FutureTask 是一个封装任务（Runnable 或 Callable）的类，可以异步执行任务，并获取执行结果，适用于耗时操作场景。

参考链接：

FutureTask源码分析 - 代码星冰乐www.hchstudio.cn

人类身份验证 - SegmentFaultsegmentfault.comJava的Future机制详解www.jianshu.com