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一、Future 接口
Future 接口示意 异步工作的后果，提供了 cancel 勾销、isDone 是否已实现、get 有限期待或超时期待获取后果等操作，源码如下：
public interface Future<V> {
// 尝试勾销工作的执行
// 如果 mayInterruptIfRunning 为 true，则尝试中断该线程
boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
// 判断是否在实现前勾销
boolean isCancelled();
// 判断是否已实现
boolean isDone();
// 有限期待获取后果，反对中断
V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
// 超时期待获取后果，反对中断
V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}二、FutureTask
FutureTask 实现了 Runnable 和 Future 接口，所以它既是工作，也是异步工作的后果。如下类图
在 ThreadPoolExecutor 线程池执行器 submit 提交工作 时，会返回一个 Future（如果调用的是 execute，则不会返回 Future），那么这个 Future 其实是一个 FutureTask 对象，它会将传进来的 Runnable 工作封装为 FutureTask，再将封装后的 FutureTask 传入 execute() 办法中，并间接返回该 FutureTask，源码如下：
public Future<?> submit(Runnable task) {if (task == null) throw new NullPointerException();
RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
// 调用具体子类的 execute 办法
execute(ftask);
return ftask;
}
protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {return new FutureTask<T>(runnable, value);
}当咱们提交工作之后拿到了这个 FutureTask 之后，就能够调用 Future 接口提供的各种操作（如 cancel 勾销工作、isDone 是否已实现、get 有限期待或超时期待获取后果）。那么 FutureTask 是如何来具体实现这些操作的呢？
2.1 要害属性
FutureTask 外部有几个要害属性，如下：
- Callable<V> callable：对应的工作
- Object outcome：工作实现的后果或抛出的异样
- Thread runner：运行该工作的线程
- WaitNode waiters：期待 FutureTask 实现的线程（能够有多个，以单链表的模式存储）
2.2 状态治理
FutureTask 通过对 工作状态的治理，来实现各种操作，状态有以下几种：
private static final int NEW = 0; // 初始状态
private static final int COMPLETING = 1; // 实现中
private static final int NORMAL = 2; // 失常实现
private static final int EXCEPTIONAL = 3; // 异样实现
private static final int CANCELLED = 4; // 已勾销
private static final int INTERRUPTING = 5; // 中断中
private static final int INTERRUPTED = 6; // 已中断可能存在的状态转换，有以下几种：
- NEW -> COMPLETING -> NORMAL
- NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL
- NEW -> CANCELLED
- NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED
2.3 工作的运行过程
当咱们向 ThreadPoolExecutor 进行 submit 提交工作时，外部执行了 execute(FutureTask)办法，其实质就是工作线程执行 FutureTask 工作的 run 办法，所以这里要看一下 FutureTask 的 run 办法是如何来切换工作状态的？源码如下：
public void run() {
// 当工作状态不为 NEW 时，间接返回
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();
// 如果失常实现，则 ran 为 true
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
// 如果有异样，则 ran 为 false
ran = false;
// 将 outcome 设置为 ex，批改工作状态为 EXCEPTIONAL，并唤醒期待线程
setException(ex);
}
// 如果失常实现，将 outcome 设置为 result，批改工作状态为 NORMAL，并唤醒期待线程
if (ran)
set(result);
}
} finally {
runner = null;
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}2.4 勾销工作
通过调用 cancel(mayInterruptIfRunning)办法 尝试勾销工作的执行。
- 如果工作状态不为初始状态 NEW，间接返回 false，示意勾销失败。
- 否则进一步判断 mayInterruptIfRunning，如果为 true，将工作状态批改为 INTERRUPTING，如果是 flase，则将工作状态批改为 CANCELLED。
- 判断 mayInterruptIfRunning 是否为 true，如果是，则调用 runner 线程的 interrupt()中断办法，并将工作状态批改为 INTERRUPTED
- 最终唤醒正在期待的线程 waiters
- 返回 true，示意勾销胜利
源码如下：
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
// 判断如果 state 不为 NEW，则间接返回 false，否则通过 CAS 尝试批改 state 的值
if (!(state == NEW &&
UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW,
mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
return false;
try {// 如果 mayInterruptIfRunning 为 true，调用线程的 interrupt()办法
if (mayInterruptIfRunning) {
try {
Thread t = runner;
if (t != null)
t.interrupt();} finally { // final state
// 更新 state 为 INTERRUPTED，putOrderedInt 不保障立刻对其余线程可见
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED);
}
}
} finally {
// 唤醒正在期待的线程
finishCompletion();}
return true;
}2.5 有限期待或超时期待工作后果
能够通过 get()来 可中断的有限期待或超时期待 工作的后果，如下：
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
int s = state;
// 如果状态 <= COMPLETING，则有限期待，直到被唤醒或中断
if (s <= COMPLETING)
s = awaitDone(false, 0L);
return report(s);
}
public V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {if (unit == null)
throw new NullPointerException();
int s = state;
// 如果状态 <= COMPLETING，则进行超时期待
// 如果超时期待后，工作仍然还没有实现，则抛出 TimeoutException 异样
if (s <= COMPLETING &&
(s = awaitDone(true, unit.toNanos(timeout))) <= COMPLETING)
throw new TimeoutException();
return report(s);
}那么接下来就来看下 awaitDone()办法的具体实现，源码如下：
private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException {
// 计算最初期限 deadline
final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
WaitNode q = null;
boolean queued = false;
for (;;) {
// 如果线程被中断，从 waiters 中移除，并间接抛出 InterruptedException 异样
if (Thread.interrupted()) {removeWaiter(q);
throw new InterruptedException();}
int s = state;
// 判断如果工作状态 > COMPLETING，阐明工作曾经实现，间接返回工作状态
if (s > COMPLETING) {if (q != null)
q.thread = null;
return s;
}
// 判断工作状态 == COMPLETING，阐明工作还没有实现，然而行将实现
// 所以如果工作状态始终为 COMPLETING，则会始终死循环
else if (s == COMPLETING)
Thread.yield();
else if (q == null) // 如果走到这里，阐明工作状态为 NEW，则创立一个期待节点
q = new WaitNode();
else if (!queued) // 走到这里，阐明该期待节点还没有入队，则通过 CAS 将该期待节点插到链表头部
queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
q.next = waiters, q);
else if (timed) { // 如果为超时期待
nanos = deadline - System.nanoTime();
// 如果 nanos <= 0，阐明曾经超时，从 waiters 中移除，并返回工作状态
// 否则阐明还没有超时，通过 LockSupport.parkNanos 来限时挂起
if (nanos <= 0L) {removeWaiter(q);
return state;
}
LockSupport.parkNanos(this, nanos);
}
else
// 将以后线程挂起
LockSupport.park(this);
}
}能够看到，awaitDone()外部还是通过 LockSupport.park()或 parkNanos()办法来将线程挂起或限时挂起来实现的。
正文完
