源码 之 FutureTask

简述

今天晚上闲来无事，所以想把FutureTask点出来瞧一瞧，每次看源码之前都是一件很痛苦的事情，其实看了一会儿之后就会发现其实整体流程很好理解的，我发现concurrent包下的都用的cas啊，看来这种不加锁的互斥真的效率非常高

什么是FutureTask

简单来说就是一个异步执行的，带返回值的一个方法，使用get方法可以获取返回的结果（如果线程没有执行完就阻塞在那里），我写了一个例子

public void doTask(){
        Task myTask = new Task();
        FutureTask<Integer> task = new FutureTask<Integer>(myTask);
        ExecutorService service =  Executors.newCachedThreadPool();
        service.submit(task);
        System.out.println("当前时间："+System.currentTimeMillis());
        try {
            System.out.println("计算结果："+task.get());
            System.out.println("目前时间："+System.currentTimeMillis());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    class Task implements Callable<Integer> {
        @Override
        public Integer call() throws Exception {
            Thread.sleep(2000);//模拟耗时操作
            return 1;
        }
    }

其实提交到线程池之后，当有空闲的工作线程get到这个任务之后，就会执行该任务的run方法，我们可以看看FutureTask的run方法到底做了什么

run方法

public void run() {
        首先利用cas的原子性将当前线程赋值给runner,如果操纵失败就说明有竞争，直接返回
        if (state != NEW ||
            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                         null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            Callable<V> c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    result = c.call();//接下来这里很好理解吧，执行call方法，
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)//这里就表示了执行结束了，然后赋值，
                    set(result);
            }
        } finally {
            //执行到这里就结束了，把runner标记为无人占有，
            // runner must be non-null until state is settled to
            // prevent concurrent calls to run()
            runner = null;  
            // state must be re-read after nulling runner to prevent
            // leaked interrupts
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

我们可以具体看看set怎么赋值的

protected void set(V v) {
         if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
            outcome = v;
            UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state
            finishCompletion();
        }
    }

首先把state状态变成COMPLETING,表示已经完成（但还没赋值），之后把值赋给outcome，然后把state变成NORMAL，已完成，然后在finishCompletion使用 LockSupport.unpark(t);来唤醒线程，这里就不贴代码了。这样每个线程就可以拿回数啦，

那么在其他线程中怎么获取到值的呢？这就需要看一看get方法了

get

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
        int s = state;
        if (s <= COMPLETING)
            s = awaitDone(false, 0L);
        return report(s);
    }

在FutureTask中维护了一个WaitNode链表，每次当一个线程调用get方法时，如果没有COMPLETING，那么就把它加入这个链表中

 private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException {
        final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
        WaitNode q = null;
        boolean queued = false;
        for (;;) {
            if (Thread.interrupted()) {
                removeWaiter(q);
                throw new InterruptedException();
            }

            int s = state;
            if (s > COMPLETING) {
                if (q != null)
                    q.thread = null;
                return s;
            }
            else if (s == COMPLETING) // cannot time out yet
                Thread.yield();
            else if (q == null)
                q = new WaitNode();
            else if (!queued)
               //把当前线程加入到链表头
                queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
                                                     q.next = waiters, q);
            else if (timed) {
                nanos = deadline - System.nanoTime();
                if (nanos <= 0L) {
                    removeWaiter(q);
                    return state;
                }
                LockSupport.parkNanos(this, nanos);
            }
            else
                LockSupport.park(this);
        }
    }

添加之后我们就可以看到，如果状态是大于COMPLETING，就说明完成了，直接返回，如果走到else的话就会
使用LockSupport.park()来阻塞线程