可取消的异步任务——FutureTask用法及解析

网上一搜取消正在执行的异步任务,会出现很多FutureFutureTask相关的文章,最近我也用了一下FutureTask,这里记录一下使用中遇到的问题,最后结合源码分析一下。

  1. FutureTask的用法。
  2. 开发中我遇到的问题。
  3. 结合FutureTask的源码分析问题。

1. FutureTask的用法

在Java中,一般是通过继承Thread类或者实现Runnable接口来创建多线程, Runnable接口不能返回结果,如果要获取子线程的执行结果,一般都是在子线程执行结束之后,通过Handler将结果返回到调用线程,jdk1.5之后,Java提供了Callable接口来封装子任务,Callable接口可以获取返回结果。

FutureTask相关的类或接口,有RunnableCallableFuture,直接从Callable开始。

Callable接口

下面可以看一下Callable接口的定义:

public interface Callable<V> {
    /**
     * Computes a result, or throws an exception if unable to do so.
     *
     * @return computed result
     * @throws Exception if unable to compute a result
     */
    V call() throws Exception;
}

Callable接口很简单,是一个泛型接口,就是定义了一个call()方法,与Runnablerun()方法相比,这个有返回值,泛型V就是要返回的结果类型,可以返回子任务的执行结果。

Future接口

Future接口表示异步计算的结果,通过Future接口提供的方法,可以很方便的查询异步计算任务是否执行完成,获取异步计算的结果,取消未执行的异步任务,或者中断异步任务的执行,接口定义如下:

public interface Future<V> {

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

    boolean isCancelled();

    boolean isDone();

    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    V get(long timeout, TimeUnit unit)
            throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}
  1. cancel(boolean mayInterruptIfRunning):取消子任务的执行,如果这个子任务已经执行结束,或者已经被取消,或者不能被取消,这个方法就会执行失败并返回false;如果子任务还没有开始执行,那么子任务会被取消,不会再被执行;如果子任务已经开始执行了,但是还没有执行结束,根据mayInterruptIfRunning的值,如果mayInterruptIfRunning = true,那么会中断执行任务的线程,然后返回true,如果参数为false,会返回true,不会中断执行任务的线程。这个方法在FutureTask的实现中有很多值得关注的地方,后面再细说。
    需要注意,这个方法执行结束,返回结果之后,再调用isDone()会返回true。
  2. isCancelled(),判断任务是否被取消,如果任务执行结束(正常执行结束和发生异常结束,都算执行结束)前被取消,也就是调用了cancel()方法,并且cancel()返回true,则该方法返回true,否则返回false.
  3. isDone():判断任务是否执行结束,正常执行结束,或者发生异常结束,或者被取消,都属于结束,该方法都会返回true.
  4. V get():获取结果,如果这个计算任务还没有执行结束,该调用线程会进入阻塞状态。如果计算任务已经被取消,调用get()会抛出CancellationException,如果计算过程中抛出异常,该方法会抛出ExecutionException,如果当前线程在阻塞等待的时候被中断了,该方法会抛出InterruptedException
  5. V get(long timeout, TimeUnit unit):带超时限制的get(),等待超时之后,该方法会抛出TimeoutException
FutureTask

FutureTask可以像Runnable一下,封装异步任务,然后提交给Thread或线程池执行,然后获取任务执行结果。原因在于FutureTask实现了RunnableFuture接口,RunnableFuture是什么呢,其实就是RunnableCallable的结合,它继承自RunnableCallable。继承关系如下:

public class FutureTask<V> implements RunnableFuture<V> {

public interface RunnableFuture<V> extends Runnable, Future<V> {

FutureTask使用

  1. FutureTask + Thread
    上面介绍过,FutureTask有Runnable接口和Callable接口的特征,可以被Thread执行。
//step1:封装一个计算任务,实现Callable接口   
class Task implements Callable<Boolean> {

    @Override
    public Boolean call() throws Exception {
        try {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                Log.d(TAG, "task......." + Thread.currentThread().getName() + "...i = " + i);
                //模拟耗时操作
                Thread.sleep(100);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Log.e(TAG, " is interrupted when calculating, will stop...");
            return false; // 注意这里如果不return的话,线程还会继续执行,所以任务超时后在这里处理结果然后返回
        }
        return true;
    }
}

//step2:创建计算任务,作为参数,传入FutureTask
Task task = new Task();
FutureTask futureTask = new FutureTask(task);
//step3:将FutureTask提交给Thread执行
Thread thread1 = new Thread(futureTask);
thread1.setName("task thread 1");
thread1.start();

//step4:获取执行结果,由于get()方法可能会阻塞当前调用线程,如果子任务执行时间不确定,最好在子线程中获取执行结果
try {
    // boolean result = (boolean) futureTask.get();
    boolean result = (boolean) futureTask.get(5, TimeUnit.SECONDS);
    Log.d(TAG, "result:" + result);
} catch (InterruptedException e) {
    Log.e(TAG, "守护线程阻塞被打断...");
    e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
    Log.e(TAG, "执行任务时出错...");
    e.printStackTrace();
} catch (TimeoutException e) {
    Log.e(TAG, "执行超时...");
    futureTask.cancel(true);
    e.printStackTrace();
} catch (CancellationException e) {
    //如果线程已经cancel了,再执行get操作会抛出这个异常
    Log.e(TAG, "future已经cancel了...");
    e.printStackTrace();
}
  1. Future + ExecutorService
//step1 ......
//step2:创建计算任务
Task task = new Task();
//step3:创建线程池,将Callable类型的task提交给线程池执行,通过Future获取子任务的执行结果
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
final Future<Boolean> future = executorService.submit(task);
//step4:通过future获取执行结果
boolean result = (boolean) future.get();
  1. FutureTask + ExecutorService
//step1 ......
//step2 ......
//step3:将FutureTask提交给线程池执行
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
executorService.execute(futureTask);
//step4 ......

2. 开发中我遇到的问题。

FutureTask使用还是比较简单的,FutureTaskRunnable,最大的区别有两个,一个是可以获取执行结果,另一个是可以取消,使用方法可以参考以上步骤,不过我在项目中使用FutureTask出现了以下两个问题:

  1. 有的情况下,使用 futuretask.cancel(true)方法并不能真正的结束子任务执行。

  2. FutureTaskget(long timeout, TimeUnit unit)方法,是等待timeout时间后,获取子线程的执行结果,但是如果子任务执行结束了,但是超时时间还没有到,这个方法也会返回结果。

3. 结合FutureTask的源码分析问题。

成员变量

下面,结合FutureTask的源码,分析一下以上两个问题。在此之前,先看一下FutureTask内部比较值得关注的几个成员变量。

  1. private volatile int statestate用来标识当前任务的运行状态。FutureTask的所有方法都是围绕这个状态进行的,需要注意,这个值用volatile(易变的)来标记,如果有多个子线程在执行FutureTask,那么它们看到的都会是同一个state,有如下几个值:

     private volatile int state;
     private static final int NEW          = 0;
     private static final int COMPLETING   = 1;
     private static final int NORMAL       = 2;
     private static final int EXCEPTIONAL  = 3;
     private static final int CANCELLED    = 4;
     private static final int INTERRUPTING = 5;
     private static final int INTERRUPTED  = 6;
    

NEW:表示这是一个新的任务,或者还没有执行完的任务,是初始状态。
COMPLETING:表示任务执行结束(正常执行结束,或者发生异常结束),但是还没有将结果保存到outcome中。是一个中间状态。
NORMAL:表示任务正常执行结束,并且已经把执行结果保存到outcome字段中。是一个最终状态。
EXCEPTIONAL:表示任务发生异常结束,异常信息已经保存到outcome中,这是一个最终状态。
CANCELLED:任务在新建之后,执行结束之前被取消了,但是不要求中断正在执行的线程,也就是调用了cancel(false),任务就是CANCELLED状态,这时任务状态变化是NEW -> CANCELLED
INTERRUPTING:任务在新建之后,执行结束之前被取消了,并要求中断线程的执行,也就是调用了cancel(true),这时任务状态就是INTERRUPTING。这是一个中间状态。
INTERRUPTED:调用cancel(true)取消异步任务,会调用interrupt()中断线程的执行,然后状态会从INTERRUPTING变到INTERRUPTED

状态变化有如下4种情况:
NEW -> COMPLETING -> NORMAL --------------------------------------- 正常执行结束的流程
NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL ---------------------执行过程中出现异常的流程
NEW -> CANCELLED -------------------------------------------被取消,即调用了cancel(false)
NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED -------------被中断,即调用了cancel(true)

  1. private Callable<V> callable,一个Callable类型的变量,封装了计算任务,可获取计算结果。从上面的用法中可以看到,FutureTask的构造函数中,我们传入的就是实现了Callable的接口的计算任务。

  2. private Object outcomeObject类型的变量outcome,用来保存计算任务的返回结果,或者执行过程中抛出的异常。

  3. private volatile Thread runner,指向当前在运行Callable任务的线程,runner在FutureTask中的赋值变化很值得关注,后面源码会详细介绍这个。

  4. private volatile WaitNode waitersWaitNode是FutureTask的内部类,表示一个阻塞队列,如果任务还没有执行结束,那么调用get()获取结果的线程会阻塞,在这个阻塞队列中排队等待。

成员函数

下面从构造函数说起,看一下FutureTask的源码。

1. 构造函数
public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();
    this.callable = callable;
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

FutureTask的第一个构造函数,参数是Callable类型的变量。将传入的参数赋值给this.callable,然后设置state状态为NEW,表示这是新任务。

public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
    this.callable = Executors.callable(runnable, result);
    this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

FutureTask还有一个构造函数,接收Runnable类型的参数,通过Executors.callable(runnable, result)将传入的Runnableresult转换成Callable类型。使用该构造方法,可以定制返回结果。

public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
    if (task == null)
        throw new NullPointerException();
    return new RunnableAdapter<T>(task, result);
}

可以看一下Executors.callable(runnable, result)方法,这里通过适配器模式进行适配,创建一个RunnableAdapter适配器。

private static final class RunnableAdapter<T> implements Callable<T> {
    private final Runnable task;
    private final T result;
    RunnableAdapter(Runnable task, T result) {
        this.task = task;
        this.result = result;
    }
    public T call() {
        task.run();
        return result;
    }
}

RunnableAdapterExecutors的内部类,实现也比较简单,实现了适配对象Callable接口,在call()方法中执行Runnablerun(),然后返回result

2. 任务被执行——run()

FutureTask封装了计算任务,无论是提交给Thread执行,或者线程池执行,调用的都是FutureTaskrun()

public void run() {
    //1.判断状态是否是NEW,不是NEW,说明任务已经被其他线程执行,甚至执行结束,或者被取消了,直接返回
    //2.调用CAS方法,判断RUNNER为null的话,就将当前线程保存到RUNNER中,设置RUNNER失败,就直接返回
    if (state != NEW ||
            !U.compareAndSwapObject(this, RUNNER, null, Thread.currentThread()))
        return;
    try {
        Callable<V> c = callable;
        if (c != null && state == NEW) {
            V result;
            boolean ran;
            try {
                //3.执行Callable任务,结果保存到result中
                result = c.call();
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                //3.1 如果执行任务过程中发生异常,将调用setException()设置异常
                result = null;
                ran = false;
                setException(ex);
            }
            //3.2 任务正常执行结束调用set(result)保存结果
            if (ran)
                set(result);
        }
    } finally {
        // runner must be non-null until state is settled to
        // prevent concurrent calls to run()
        //4. 任务执行结束,runner设置为null,表示当前没有线程在执行这个任务了
        runner = null;
        // state must be re-read after nulling runner to prevent
        // leaked interrupts
        //5. 读取状态,判断是否在执行的过程中,被中断了,如果被中断,处理中断
        int s = state;
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}
  1. 首先,判断state的值是不是NEW,如果不是NEW,说明线程已经被执行了,可能已经执行结束,或者被取消了,直接返回。
  2. 这里其实是调用了Unsafe的CAS方法,读取并设置runner的值,将当前线程保存到runner中,表示当前正在执行任务的线程。可以看到,这里设置的其实是RUNNER,和前面介绍的Thread类型的runner变量不一样的,那为什么还说设置的是runner的值?RUNNER在FutureTask中定义如下:
private static final long RUNNER;
//RUNNER是一个long类型的变量,指向runner字段的偏移地址,相当于指针
RUNNER = U.objectFieldOffset
        (FutureTask.class.getDeclaredField("runner"));

关于Unsafe的CAS方法,简单介绍一下,它提供了一种对runner进行原子操作的方法,原子操作,意味着,这个操作不会被打断。runnervolatile字段修饰,只能保证,当多个子线程在执行FutureTask的时候,它们读取到的runner的值是同一个,但是不能保证原子操作,所以很容易读到脏数据(举个例子:线程A准备对runner进行读和写操作,读取到runner的值为null,这是,cpu切换执行线程B,线程B读取到runner的值也是null,然后又切换到线程A执行,线程A对runner赋值thread-A,此时runner的值已经不再是null,线程B读取到的runner=null就是脏数据),用Unsafe的CAS方法,来对runner进行读写,就能保证原子操作。多个线程访问run()方法时,会在这里同步。

  1. 读取callable变量,执行call(),并获取执行结果。
    如果执行call()的过程中发生异常,就调用setException()设置异常,setException()定义如下:
protected void setException(Throwable t) {
    if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
        outcome = t;
        U.putOrderedInt(this, STATE, EXCEPTIONAL); // final state
        finishCompletion();
    }
}
//a. 调用Unsafe的CAS方法,state从NEW --> COMPLETING,这里的STATE和上面的RUNNER定义类似,指向state字段的偏移地址。
//b. 将异常信息保存到outcome字段,state变成EXCEPTIONAL。
//c. 调用finishCompletion()。
//NEW --> COMPLETING --> EXCEPTIONAL。

如果任务正常执行结束,就调用set(result)保存结果,定义如下:

protected void set(V v) {
    if (U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW, COMPLETING)) {
        outcome = v;
        U.putOrderedInt(this, STATE, NORMAL); // final state
        finishCompletion();
    }
}
//a. 和setException()类似,state从NEW --> COMPLETING。
//b. 将正常执行的结果result保存到outcome,state变成NORMAL。
//c. 调用finishCompletion()。NEW --> COMPLETING --> NORMAL。
  1. 任务执行结束,runner设置为null,表示当前没有线程在执行这个任务了。
  2. 读取state状态,判断是否在执行的过程中被中断了,如果被中断,处理中断,看一下这个中断处理:
private void handlePossibleCancellationInterrupt(int s) {
    // It is possible for our interrupter to stall before getting a
    // chance to interrupt us.  Let's spin-wait patiently.
    if (s == INTERRUPTING)
        while (state == INTERRUPTING)
            Thread.yield(); // wait out pending interrupt
}

如果状态是INTERRUPTING,表示正在被中断,这时就让出线程的执行权,给其他线程来执行。

3. 获取任务的执行结果——get()

一般情况下,执行任务的线程和获取结果的线程不会是同一个,当我们在主线程或者其他线程中,获取计算任务的结果时,就会调用get方法,如果这时计算任务还没有执行完成,调用get()的线程就会阻塞等待。get()实现如下:

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = state;
    if (s <= COMPLETING)
        s = awaitDone(false, 0L);
    return report(s);
}
  1. 读取任务的执行状态 state ,如果 state <= COMPLETING,说明线程还没有执行完(run()中可以看到,只有任务执行结束,或者发生异常的时候,state才会被设置成COMPLETING)。
  2. 调用awaitDone(false, 0L),进入阻塞状态。看一下awaitDone(false, 0L)的实现:
private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException {
    long startTime = 0L;    // Special value 0L means not yet parked
    WaitNode q = null;
    boolean queued = false;
    for (;;) {
        //1. 读取状态
        //1.1 如果s > COMPLETING,表示任务已经执行结束,或者发生异常结束了,就不会阻塞,直接返回
        int s = state;
        if (s > COMPLETING) {
            if (q != null)
                q.thread = null;
            return s;
        }
        //1.2 如果s == COMPLETING,表示任务结束(正常/异常),但是结果还没有保存到outcome字段,当前线程让出执行权,给其他线程先执行
        else if (s == COMPLETING)
            // We may have already promised (via isDone) that we are done
            // so never return empty-handed or throw InterruptedException
            Thread.yield();
        //2. 如果调用get()的线程被中断了,就从等待的线程栈中移除这个等待节点,然后抛出中断异常
        else if (Thread.interrupted()) {
            removeWaiter(q);
            throw new InterruptedException();
        }
        //3. 如果等待节点q=null,就创建一个等待节点
        else if (q == null) {
            if (timed && nanos <= 0L)
                return s;
            q = new WaitNode();
        }
        //4. 如果这个等待节点还没有加入等待队列,就加入队列头
        else if (!queued)
            queued = U.compareAndSwapObject(this, WAITERS,
                    q.next = waiters, q);
        //5. 如果设置了超时等待时间
        else if (timed) {
            //5.1 设置startTime,用于计算超时时间,如果超时时间到了,就等待队列中移除当前节点
            final long parkNanos;
            if (startTime == 0L) { // first time
                startTime = 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 parking
            //5.2 如果超时时间还没有到,而且任务还没有结束,就阻塞特定时间
            if (state < COMPLETING)
                LockSupport.parkNanos(this, parkNanos);
        }
        //6. 阻塞,等待唤醒
        else
            LockSupport.park(this);
    }
}

这里主要有几个步骤:
a. 读取state,如果s > COMPLETING,表示任务已经执行结束,或者发生异常结束了,此时,调用get()的线程就不会阻塞;如果s == COMPLETING,表示任务结束(正常/异常),但是结果还没有保存到outcome字段,当前线程让出执行权,给其他线程先执行。
b. 判断Thread.interrupted(),如果调用get()的线程被中断了,就从等待的线程栈(其实就是一个WaitNode节点队列或者说是栈)中移除这个等待节点,然后抛出中断异常。
c. 判断q == null,如果等待节点q为null,就创建等待节点,这个节点后面会被插入阻塞队列。
d. 判断queued,这里是将c中创建节点q加入队列头。使用Unsafe的CAS方法,对waiters进行赋值,waiters也是一个WaitNode节点,相当于队列头,或者理解为队列的头指针。通过WaitNode可以遍历整个阻塞队列。
e. 之后,判断timed,这是从get()传入的值,表示是否设置了超时时间。设置超时时间之后,调用get()的线程最多阻塞nanos,就会从阻塞状态醒过来。如果没有设置超时时间,就直接进入阻塞状态,等待被其他线程唤醒。

awaitDone()方法内部有一个无限循环,看似有很多判断,比较难理解,其实这个循环最多循环3次。
假设Thread A执行了get()获取计算任务执行结果,但是子任务还没有执行完,而且Thread A没有被中断,它会进行以下步骤。
step1:Thread A执行了awaitDone(),1,2两次判断都不成立,Thread A判断q=null,会创建一个WaitNode节点q,然后进入第二次循环。
step2:第二次循环,判断4不成立,此时将step1创建的节点q加入队列头。
step3:第三次循环,判断是否设置了超时时间,如果设置了超时时间,就阻塞特定时间,否则,一直阻塞,等待被其他线程唤醒。

  1. awaitDone()返回,最后调用report(int s),这个后面再介绍。
4. 取消任务——cancel(boolean mayInterruptIfRunning)

通常调用cancel()的线程和执行子任务的线程不会是同一个。当FutureTaskcancel(boolean mayInterruptIfRunning)方法被调用时,如果子任务还没有执行,那么这个任务就不会执行了,如果子任务已经执行,且mayInterruptIfRunning=true,那么执行子任务的线程会被中断(注意:这里说的是线程被中断,不是任务被取消),下面看一下这个方法的实现:

public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
    //1.判断state是否为NEW,如果不是NEW,说明任务已经结束或者被取消了,该方法会执行返回false
    //state=NEW时,判断mayInterruptIfRunning,如果mayInterruptIfRunning=true,说明要中断任务的执行,NEW->INTERRUPTING
    //如果mayInterruptIfRunning=false,不需要中断,状态改为CANCELLED
    if (!(state == NEW &&
            U.compareAndSwapInt(this, STATE, NEW,
                    mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
        return false;
    try {    // in case call to interrupt throws exception
        if (mayInterruptIfRunning) {
            try {
                //2.读取当前正在执行子任务的线程runner,调用t.interrupt(),中断线程执行
                Thread t = runner;
                if (t != null)
                    t.interrupt();
            } finally { // final state
                //3.修改状态为INTERRUPTED
                U.putOrderedInt(this, STATE, INTERRUPTED);
            }
        }
    } finally {
        finishCompletion();
    }
    return true;
}

cancel()分析:

  1. 判断state,保证state = NEW才能继续cancel()的后续操作。state=NEWmayInterruptIfRunning=true,说明要中断任务的执行,此时,NEW->INTERRUPTING。然后读取当前执行任务的线程runner,调用t.interrupt(),中断线程执行,NEW->INTERRUPTING->INTERRUPTED,最后调用finishCompletion()
  2. 如果NEW->INTERRUPTING,那么cancel()方法,只是修改了状态,NEW->CANCELLED,然后直接调用finishCompletion()

所以cancel(true)方法,只是调用t.interrupt(),此时,如果t因为sleep(),wait()等方法进入阻塞状态,那么阻塞的地方会抛出InterruptedException;如果线程正常运行,需要结合Threadinterrupted()方法进行判断,才能结束,否则,cancel(true)不能结束正在执行的任务。
这也就可以解释前面我遇到的问题,有的情况下,使用 futuretask.cancel(true)方法并不能真正的结束子任务执行。

5. 子线程返回结果前的最后一步——finishCompletion()

前面多次出现过这个方法,set(V v)(保存执行结果,设置状态为NORMAL),setException(Throwable t)(保存结果,设置状态为EXCEPTIONAL)和cancel(boolean mayInterruptIfRunning)(设置状态为CANCELLED/INTERRUPTED),该方法在state变成最终态之后,会被调用。

private void finishCompletion() {
    // assert state > COMPLETING;
    for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
        if (U.compareAndSwapObject(this, WAITERS, q, null)) {
            for (;;) {
                Thread t = q.thread;
                if (t != null) {
                    q.thread = null;
                    LockSupport.unpark(t);
                }
                WaitNode next = q.next;
                if (next == null)
                    break;
                q.next = null; // unlink to help gc
                q = next;
            }
            break;
        }
    }

    done();

    callable = null;        // to reduce footprint
}

finishCompletion()主要做了三件事情:

  1. 遍历waiters等待队列,调用LockSupport.unpark(t)唤醒等待返回结果的线程,释放资源。
  2. 调用done(),这个方法什么都没有做,不过子类可以实现这个方法,做一些额外的操作。
  3. 设置callable为null,callableFutureTask封装的任务,任务执行完,释放资源。

这里可以解答上面的第二个问题了。FutureTask的get(long timeout, TimeUnit unit)方法,表示阻塞timeout时间后,获取子线程的执行结果,但是如果子任务执行结束了,但是超时时间还没有到,这个方法也会返回结果。因为任务执行完之后,会遍历阻塞队列,唤醒阻塞的线程。LockSupport.unpark(t)执行之后,阻塞的线程会从LockSupport.park(this)/LockSupport.parkNanos(this, parkNanos)醒来,然后会继续进入awaitDone(boolean timed, long nanos)while循环,此时,state >= COMPLETING,然后从awaitDone()返回。此时,get()/get(long timeout, TimeUnit unit)会继续执行,return report(s),上面介绍get()的时候没介绍的方法。看一下report(int s)

private V report(int s) throws ExecutionException {
    Object x = outcome;
    if (s == NORMAL)
        return (V)x;
    if (s >= CANCELLED)
        throw new CancellationException();
    throw new ExecutionException((Throwable)x);
}

其实就是读取outcome,将state映射到最后返回的结果中,s == NORMAL说明任务正常结束,返回正常结果,s >= CANCELLED,就抛出CancellationException

6.其他方法

FutureTask的还有两个方法isCancelled()isDone(),其实就是判断state,没有过多的步骤。

public boolean isCancelled() {
    return state >= CANCELLED;
}

public boolean isDone() {
    return state != NEW;
}

总结

到此FutureTask分析完毕,其中感受最深的是Unsafe的用法,对于多线程共享的对象,采用volatile + Unsafe的方法,代替锁操作,进行同步;其次,是LockSupportpark(Object blocker)unpark(Thread thread)的使用

  1. park(Object blocker):线程进入阻塞状态,告诉线程调度,当前线程不可用,直到线程再次获取permit(允许);如果在调用park(Object blocker)之前,线程已经获得了permit(比如说,已经调用了unpark(t)),那么该方法会返回。
  2. unpark(Thread thread):使得传入的线程再次获得permit.这里的permit可以理解为一个信号量。

LockSupport在这里的作用,类似于wait(),notify()/notifyAll(),关于二者的区别,可以看一下
Java的LockSupport.park()实现分析