Future 模式

el09xccxy 发布于2019-08-14 12:44 / 2986人阅读

摘要：模式一种异步计算模式，并支持返回计算结果，在调用获取到计算结果前可以阻塞调用者线程设计原理是针对与模式的一种实现它除了支持特有的特点，还支持的一些操作，比如取消，打断。

FutureTask

future模式：一种异步计算模式，并支持返回计算结果，在调用get()获取到计算结果前可以阻塞调用者线程

FutureTask设计原理

FutureTask是JDK针对与future模式的一种实现,它除了支持future特有的特点，还支持task的一些操作，比如取消，打断。
一个FutureTask就是一个任务的计算单元，是调度的最小单位，它的调度借助于JDK的Executor任务调度模型。需要开发人员创建好FutureTask对象后，并送入到Executor去等待调度

具体的执行过程，像下面是一段FutureTask的伪码描述

创建一个futureTask对象task
提交task到调度器executor等待调度

等待调度中...

如果此时currentThread调取执行结果task.get(),会有几种情况
    
    if task 还没有被executor调度或正在执行中
        阻塞当前线程，并加入到一个阻塞链表中waitNode
    else if task被其它Thread取消，并取消成功 或task处于打断状态
        throw exception
    else if task执行完毕，返回执行结果，或执行存在异常，返回异常信息
        
            
如果此时有另外一个线程调用task.get()
        
    执行过程同上

注意:executor在执行FutureTask前，会先判断是否被取消，如果取消就不在执行，但执行后就不可以在取消了

FutureTask 核心部分代码 在futureTask定义task的转态有：

private volatile int state;
private static final int NEW          = 0; // 创建
private static final int COMPLETING   = 1; // 完成
private static final int NORMAL       = 2; // 
private static final int EXCEPTIONAL  = 3; // invoke task 出现异常
private static final int CANCELLED    = 4; // cancel task 
private static final int INTERRUPTING = 5; // interrupting task 
private static final int INTERRUPTED  = 6;

创建一个FutureTask

创建futureTask只需要需要一个callable对象或runnable对象的参数，并在创建时设置状态为NEW

public FutureTask(Callable callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
}

调用get()方法获取执行结果方法

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)
                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);
        }
}

executor 调度是执行的方法

public void run() {
        if (state != NEW ||
            !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                         null, Thread.currentThread()))
            return;
        try {
            Callable c = callable;
            if (c != null && state == NEW) {
                V result;
                boolean ran;
                try {
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    ran = false;
                    setException(ex);
                }
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } finally {
            // 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);
        }
    }

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