前言
線(xiàn)程池可以并發(fā)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，有些時(shí)候，我們可能想要跟蹤任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，甚至在一定時(shí)間內(nèi)，如果任務(wù)沒(méi)有執(zhí)行完成，我們可能還想要取消任務(wù)的執(zhí)行，為了支持這一特性，threadpoolexecutor提供了 futuretask 用于追蹤任務(wù)的執(zhí)行和取消。本篇介紹futuretask的實(shí)現(xiàn)原理。
類(lèi)視圖
為了更好的理解futuretask的實(shí)現(xiàn)原理，這里先提供幾個(gè)重要接口和類(lèi)的結(jié)構(gòu)，如下圖所示：
runnableadapter
threadpoolexecutor提供了submit接口用于提交任務(wù)，submit支持runnable和callable兩種不同的接口，為了提供統(tǒng)一的對(duì)外接口，jdk在內(nèi)部把runnable給包裝成了一個(gè)callable，這一切是通過(guò)runnableadapter這個(gè)適配器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如下為runnableadapter的源碼：
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static final class runnableadapter<t> implements callable<t> { final runnable task; final t result; runnableadapter(runnable task, t result) { this.task = task; this.result = result; } public t call() { task.run(); return result; } } |
runnableadapter是callable 的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了call方法，而call方法僅僅是調(diào)用task.run(),然后return result，這樣就能夠確保在內(nèi)部只需要統(tǒng)一處理callable接口。
futuretask實(shí)現(xiàn)原理
通過(guò)上一小節(jié)的了解，我們知道提交的runnable任務(wù)在內(nèi)部統(tǒng)一被轉(zhuǎn)換為callable任務(wù)。查看submit方法的返回值，為一個(gè)future，實(shí)際上這個(gè)futrue為futuretask實(shí)例，通過(guò)此實(shí)例，調(diào)用get方法，可以阻塞當(dāng)前線(xiàn)程，直到任務(wù)運(yùn)行完畢，返回結(jié)果。
整個(gè)調(diào)用鏈條如下所示：
worker thread -> futuretask.run() -> callable.call() -> task.run()
如果提交的是callable任務(wù)，則只有前面三個(gè)調(diào)用。
為了更好的展示整個(gè)流程，下面舉例演示一遍執(zhí)行流程。
1、 向線(xiàn)程池submit一個(gè)callable任務(wù)(runnable也會(huì)被轉(zhuǎn)為callable)， 這時(shí)候callable被傳入一個(gè)futuretask實(shí)例中，如下所示：
2、線(xiàn)程池使用一個(gè)線(xiàn)程，執(zhí)行這個(gè) futuretask 任務(wù)，
線(xiàn)程執(zhí)行任務(wù)過(guò)程比較簡(jiǎn)單，最終會(huì)調(diào)用callable.call()或者是 runnable.run()方法，然后得到一個(gè)結(jié)果，把結(jié)果存儲(chǔ)在futuretask實(shí)例的outcome屬性中，同時(shí)把狀態(tài)修改為normal，表明任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完畢，可以獲取結(jié)果了。
我們假設(shè)在執(zhí)行 callable.call() 過(guò)程中有多個(gè)線(xiàn)程調(diào)用了 同個(gè)futuretask實(shí)例的get方法，這時(shí)候，這些線(xiàn)程會(huì)被阻塞，存于一個(gè)棧中， 如下圖所示：
線(xiàn)程1，2，3調(diào)用futuretask.get方法，由于任務(wù)未執(zhí)行結(jié)束，這時(shí)候，三個(gè)線(xiàn)程都將被阻塞休眠，futuretask中有一個(gè)棧，用于存放等待線(xiàn)程，棧頂指針為 futuretask.waiters引用，當(dāng)任務(wù)執(zhí)行完畢后，會(huì)迭代喚醒整個(gè)棧中的線(xiàn)程，這時(shí)候，各個(gè)線(xiàn)程都將被喚醒，并且可以順利拿到任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果(執(zhí)行結(jié)果存于 futuretask.outcome) 。
futuretask還支持任務(wù)的取消功能，這一切都是通過(guò) futuretask的state狀態(tài)來(lái)協(xié)調(diào)多個(gè)線(xiàn)程的。
總結(jié)
futuretask接口是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)制，提供我們對(duì)任務(wù)的執(zhí)行的跟蹤以及控制，相比于線(xiàn)程池本身，比較簡(jiǎn)單，相信不難理解。
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