JAVA 并發(fā) 編程系列 (三)線程池 介紹 、基礎(chǔ)原理 Callable接口、Future接口、FutureTask類使用

先來看看 線程池框架的 繼承結(jié)構(gòu):


繼承圖
public interface Executor {

    /**
     *Executor,任務(wù)的執(zhí)行者,線程池框架中幾乎所有類都直接或者間接實 現(xiàn)Executor接口,它是線程池框架的基礎(chǔ)。
     *Executor提供了一種將“任務(wù)提交”與“任務(wù)執(zhí)行”分離開來的機制,
     *它僅提供了一個Execute()方法用來執(zhí)行已經(jīng)提交的Runnable任務(wù)。
     */
    void execute(Runnable command);
}
public interface ExecutorService extends Executor {

    /**
     * 啟動一次順序關(guān)閉,執(zhí)行以前提交的任務(wù),但不接受新任務(wù)
     */
    void shutdown();

    /**
     * 試圖停止所有正在執(zhí)行的活動任務(wù),暫停處理正在等待的任務(wù),并返回等待執(zhí)行的任務(wù)列表
     */
    List<Runnable> shutdownNow();

    /**
     * 試圖停止所有正在執(zhí)行的活動任務(wù),暫停處理正在等待的任務(wù),并返回等待執(zhí)行的任務(wù)列表
     */
    boolean isShutdown();

    /**
     * 試圖停止所有正在執(zhí)行的活動任務(wù),暫停處理正在等待的任務(wù),并返回等待執(zhí)行的任務(wù)列表
     */
    boolean isTerminated();

    /**
     *接收人timeout和TimeUnit兩個參數(shù),用于設(shè)定超時時間及單位。
     *當?shù)却^設(shè)定時間時,會監(jiān)測ExecutorService是否已經(jīng)關(guān)閉,若關(guān)閉則返回true,否則返回false。
     *一般情況下會和shutdown方法組合使用
     */
    boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

   /**
     * 提交一個返回值的任務(wù)用于執(zhí)行,返回一個表示任務(wù)的未決結(jié)果的 Future
     */
    <T> Future<T> submit(Callable<T> task);

    /**
     *為執(zhí)行提交一個可運行的任務(wù),并返回一個表示該任務(wù)的未來。
     *未來的方法將在成功完成后返回給定的結(jié)果。
     */
    <T> Future<T> submit(Runnable task, T result);

    /**
     * 提交一個返回值的任務(wù)用于執(zhí)行,返回一個表示任務(wù)的未決結(jié)果的 Future
     */
    Future<?> submit(Runnable task);

    /**
     * 執(zhí)行給定的任務(wù),返回一個在所有完成時保持其狀態(tài)和結(jié)果的未來列表。
     *注意,任務(wù)可以正常終止,也可以拋出異常。
     *如果在此操作正在進行時對給定的集合進行修改,則該方法的結(jié)果是未定義的。
     *
     */
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException;

    /**
     * 執(zhí)行給定的任務(wù),當所有任務(wù)完成或超時期滿時
     *(無論哪個首先發(fā)生),返回保持任務(wù)狀態(tài)和結(jié)果的 Future 列表
     */
    <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                  long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException;

    /**
     *提交的任務(wù)集合,一旦有1個任務(wù)正常完成(沒有拋出異常),會終止其他未完成的任務(wù)     
     */
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException;

    /**
     * 執(zhí)行給定的任務(wù),如果在給定的超時期滿前某個任務(wù)已成功完成(也就是未拋出異常),
     * 則返回其結(jié)果
     */
    <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                    long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

有關(guān)submit 和 invokeAll的方法實例的寫在這里


Future 接口繼承圖

Future

Future接口

作為異步計算的頂層接口,F(xiàn)uture對具體的Runnable或者Callable任務(wù)提供了三種操作:執(zhí)行任務(wù)的取消、查詢?nèi)蝿?wù)是否完成、獲取任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。其接口定義如下:

 */
public interface Future<V> {

    /**
     * 試圖取消對此任務(wù)的執(zhí)行
     * 如果任務(wù)已完成、或已取消,或者由于某些其他原因而無法取消,則此嘗試將失敗。
     * 當調(diào)用 cancel 時,如果調(diào)用成功,而此任務(wù)尚未啟動,則此任務(wù)將永不運行。
     * 如果任務(wù)已經(jīng)啟動,則 mayInterruptIfRunning 參數(shù)確定是否應(yīng)該以試圖停止任務(wù)的方式來中斷執(zhí)行此任務(wù)的線程
     */
    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);

    /**
     * 如果在任務(wù)正常完成前將其取消,則返回 true
     */
    boolean isCancelled();

    /**
     * 如果任務(wù)已完成,(無論是否拋異常)則返回 true
     */
    boolean isDone();

    /**
     *   阻塞獲取,等待計算完成,然后獲取其結(jié)果
     */
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;

    /**
     * 如有必要,最多等待為使計算完成所給定的時間之后,獲取其結(jié)果(如果結(jié)果可用)
     */
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

FutureTask

實現(xiàn)RunnableFuture接口,既可以作為Runnable被執(zhí)行,也可以作為Future得到Callable的返回值。
構(gòu)造函數(shù)

  • 先從FutureTask的構(gòu)造函數(shù)看起,F(xiàn)utureTask有兩個構(gòu)造函數(shù),其中一個如下:
    public FutureTask(Callable<V> callable) {
        if (callable == null)
            throw new NullPointerException();
        this.callable = callable;
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }

這個構(gòu)造函數(shù)會把傳入的Callable變量保存在this.callable字段中,該字段定義為private Callable<V> callable;用來保存底層的調(diào)用,在被執(zhí)行完成以后會指向null,接著會初始化state字段為NEW。state字段用來保存FutureTask內(nèi)部的任務(wù)執(zhí)行狀態(tài),一共有7中狀態(tài),每種狀態(tài)及其對應(yīng)的值如下:

    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;
     * Possible state transitions:
     * NEW -> COMPLETING -> NORMAL
     * NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL
     * NEW -> CANCELLED
     * NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED

為了后面更好的分析FutureTask的實現(xiàn),這里有必要解釋下各個狀態(tài)。

  • NEW:表示是個新的任務(wù)或者還沒被執(zhí)行完的任務(wù)。這是初始狀態(tài)。

  • COMPLETING:任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完成或者執(zhí)行任務(wù)的時候發(fā)生異常,但是任務(wù)執(zhí)行結(jié)果或者異常原因還沒有保存到outcome字段(outcome字段用來保存任務(wù)執(zhí)行結(jié)果,如果發(fā)生異常,則用來保存異常原因)的時候,狀態(tài)會從NEW變更到CO- MPLETING。但是這個狀態(tài)會時間會比較短,屬于中間狀態(tài)。

  • NORMAL:任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完成并且任務(wù)執(zhí)行結(jié)果已經(jīng)保存到outcome字段,狀態(tài)會從COMPLETING轉(zhuǎn)換到NORMAL。這是一個最終態(tài)。

  • EXCEPTIONAL:任務(wù)執(zhí)行發(fā)生異常并且異常原因已經(jīng)保存到outcome字段中后,狀態(tài)會從COMPLETING轉(zhuǎn)換到EXCEPTIONAL。這是一個最終態(tài)。

  • CANCELLED:任務(wù)還沒開始執(zhí)行或者已經(jīng)開始執(zhí)行但是還沒有執(zhí)行完成的時候,用戶調(diào)用了cancel(false)方法取消任務(wù)且不中斷任務(wù)執(zhí)行線程,這個時候狀態(tài)會從NEW轉(zhuǎn)化為CANCELLED狀態(tài)。這是一個最終態(tài)。

  • INTERRUPTING: 任務(wù)還沒開始執(zhí)行或者已經(jīng)執(zhí)行但是還沒有執(zhí)行完成的時候,用戶調(diào)用了cancel(true)方法取消任務(wù)并且要中斷任務(wù)執(zhí)行線程但是還沒有中斷任務(wù)執(zhí)行線程之前,狀態(tài)會從NEW轉(zhuǎn)化為INTERRUPTING。這是一個中間狀態(tài)。

  • INTERRUPTED:調(diào)用interrupt()中斷任務(wù)執(zhí)行線程之后狀態(tài)會從INTERRUPTING轉(zhuǎn)換到INTERRUPTED。這是一個最終態(tài)。

有一點需要注意的是,所有值大于COMPLETING的狀態(tài)都表示任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完成(任務(wù)正常執(zhí)行完成,任務(wù)執(zhí)行異?;蛘呷蝿?wù)被取消)。


狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

另一個 構(gòu)造函數(shù):

    public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
        this.callable = Executors.callable(runnable, result);
        this.state = NEW;       // ensure visibility of callable
    }
    
//這個構(gòu)造函數(shù)會把傳入的Runnable封裝成一個Callable對象保存在callable字段中,
//同時如果任務(wù)執(zhí)行成功的話就會返回傳入的result。
//這種情況下如果不需要返回值的話可以傳入一個null。
//順帶看下Executors.callable()這個方法,
//這個方法的功能是把Runnable轉(zhuǎn)換成Callable,代碼如下:
    public static <T> Callable<T> callable(Runnable task, T result) {
        if (task == null)
            throw new NullPointerException();
        return new RunnableAdapter<T>(task, result);
    }
    
    //可以看到這里采用的是適配器模式,調(diào)用RunnableAdapter<T>(task, result)方法來適配,實現(xiàn)如下:


    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;
        }
    }

這個適配器很簡單,就是簡單的實現(xiàn)了Callable接口,在call()實現(xiàn)中調(diào)用Runnable.run()方法,然后把傳入的result作為任務(wù)的結(jié)果返回。

在new了一個FutureTask對象之后,接下來就是在另一個線程中執(zhí)行這個Task,無論是通過直接new一個Thread還是通過線程池,執(zhí)行的都是run()方法,接下來就看看

run()方法的實現(xiàn)。

    public void run() {
    // 1. 狀態(tài)如果不是NEW,說明任務(wù)或者已經(jīng)執(zhí)行過,或者已經(jīng)被取消,直接返回
    // 2. 狀態(tài)如果是NEW,則嘗試把當前執(zhí)行線程保存在runner字段中
    // 如果賦值失敗則直接返回
        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 {
                // 3. 執(zhí)行任務(wù)
                    result = c.call();
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                //4.執(zhí)行任務(wù)失敗 
                    result = null;
                    ran = false;
                    //將異常保存至 outcome字段
                    setException(ex);
                }
                if (ran)//如果成功保存結(jié)果字段
                    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;
            // 5. 如果任務(wù)被中斷,執(zhí)行中斷處理
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

run()方法首先會

  • 判斷當前任務(wù)的state是否等于NEW,如果不為NEW則說明任務(wù)或者已經(jīng)執(zhí)行過,或者已經(jīng)被取消,直接返回。
  • 如果狀態(tài)為NEW則接著會通過unsafe類把任務(wù)執(zhí)行線程引用CAS的保存在runner字段中,如果保存失敗,則直接返回。
  • 執(zhí)行任務(wù)。
  • 如果任務(wù)執(zhí)行發(fā)生異常,則調(diào)用setException()方法保存異常信息。

setException()方法如下:

    protected void setException(Throwable t) {
        if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
            outcome = t;
            UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
            finishCompletion();
        }
    }

setException()

  • 首先會CAS的把當前的狀態(tài)從NEW變更為COMPLETING狀態(tài)。
  • 把異常原因保存在outcome字段中,outcome字段用來保存任務(wù)執(zhí)行結(jié)果或者異常原因。
  • CAS的把當前任務(wù)狀態(tài)從COMPLETING變更為EXCEPTIONAL。這個狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)著上圖中的
  • 調(diào)用finishCompletion()。關(guān)于這個方法后面在分析

任務(wù)成功調(diào)用

set(V v)方法 如下:

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

這個方法跟上面分析的setException()差不多,

  • 首先會CAS的把當前的狀態(tài)從NEW變更為COMPLETING狀態(tài)。
    把任務(wù)執(zhí)行結(jié)果保存在outcome字段中。
  • CAS的把當前任務(wù)狀態(tài)從COMPLETING變更為NORMAL。這個狀態(tài)轉(zhuǎn)換對應(yīng)著上圖中的一。
  • 調(diào)用finishCompletion()。

get()

任務(wù)發(fā)起線程可以調(diào)用get()方法來獲取任務(wù)執(zhí)行結(jié)果,如果此時任務(wù)已經(jīng)執(zhí)行完畢則會直接返回任務(wù)結(jié)果,如果任務(wù)還沒執(zhí)行完畢,則調(diào)用方會阻塞直到任務(wù)執(zhí)行結(jié)束返回結(jié)果為止。get()方法實現(xiàn)如下:

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

get()方法實現(xiàn)比較簡單,

  • 會判斷任務(wù)當前的state <= COMPLETING是否成立。前面分析過,COMPLETING狀態(tài)是任務(wù)是否執(zhí)行完成的臨界狀態(tài)。
  • 如果成立,表明任務(wù)還沒有結(jié)束(這里的結(jié)束包括任務(wù)正常執(zhí)行完畢,任務(wù)執(zhí)行異常,任務(wù)被取消),則會調(diào)用awaitDone()進行阻塞等待。
  • 如果不成立表明任務(wù)已經(jīng)結(jié)束,調(diào)用report()返回結(jié)果。

awaitDone()
當調(diào)用get()獲取任務(wù)結(jié)果但是任務(wù)還沒執(zhí)行完成的時候,調(diào)用線程會調(diào)用awaitDone()方法進行阻塞等待,該方法定義如下:

    /**
     * Awaits completion or aborts on interrupt or timeout.
     *
     * @param timed true if use timed waits
     * @param nanos time to wait, if timed
     * @return state upon completion
     */
    private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException {
        // 計算等待截止時間
        final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
        
        WaitNode q = null;
        boolean queued = false;
        for (;;) {
            //1.判斷當前線程是否阻塞,
            //如果被中斷則在等待隊列中刪除該節(jié)點并拋出InterruptedException異常
            if (Thread.interrupted()) {
                removeWaiter(q);
                throw new InterruptedException();
            }
            // 2. 獲取當前狀態(tài),如果狀態(tài)大于COMPLETING
            // 說明任務(wù)已經(jīng)結(jié)束(要么正常結(jié)束,要么異常結(jié)束,要么被取消)
            // 則把thread顯示置空,并返回結(jié)果
            int s = state;
            if (s > COMPLETING) {
                if (q != null)
                    q.thread = null;
                return s;
            }
            
          // 3. 如果狀態(tài)處于中間狀態(tài)COMPLETING
         // 表示任務(wù)已經(jīng)結(jié)束但是任務(wù)執(zhí)行線程還沒來得及給outcome賦值
         // 這個時候讓出執(zhí)行權(quán)讓其他線程優(yōu)先執(zhí)行
            else if (s == COMPLETING) // cannot time out yet
                Thread.yield();
                
        // 4. 如果等待節(jié)點為空,則構(gòu)造一個等待節(jié)點
            else if (q == null)
                q = new WaitNode();
        // 5. 如果還沒有入隊列,則把當前節(jié)點加入waiters首節(jié)點并替換原來waiters
            else if (!queued)
                queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
                                                     q.next = waiters, q);
                                                     
        // 如果需要等待特定時間,則先計算要等待的時間
        // 如果已經(jīng)超時,則刪除對應(yīng)節(jié)點并返回對應(yīng)的狀態(tài)
            else if (timed) {
                nanos = deadline - System.nanoTime();
                if (nanos <= 0L) {
                    removeWaiter(q);
                    return state;
                }
                LockSupport.parkNanos(this, nanos);
            }
            else
                LockSupport.park(this);
        }
    }

  • awaitDone()中有個死循環(huán),每一次循環(huán)都會判斷調(diào)用get()的線程是否被其他線程中斷,如果是的話則在等待隊列中刪除對應(yīng)節(jié)點然后拋出InterruptedException異常。
  • 獲取任務(wù)當前狀態(tài),如果當前任務(wù)狀態(tài)大于COMPLETING則表示任務(wù)執(zhí)行完成,則把thread字段置null并返回結(jié)果。
  • 如果任務(wù)處于COMPLETING狀態(tài),則表示任務(wù)已經(jīng)處理完成(正常執(zhí)行完成或者執(zhí)行出現(xiàn)異常),但是執(zhí)行結(jié)果或者異常原因還沒有保存到outcome字段中。這個時候調(diào)用線程讓出執(zhí)行權(quán)讓其他線程優(yōu)先執(zhí)行。
  • 如果等待節(jié)點為空,則構(gòu)造一個等待節(jié)點WaitNode。
  • 如果第四步中新建的節(jié)點還沒如隊列,則CAS的把該節(jié)點加入waiters隊列的首節(jié)點。
  • 阻塞等待。

假設(shè)當前state=NEW且waiters為NULL,也就是說還沒有任何一個線程調(diào)用get()獲取執(zhí)行結(jié)果,這個時候有兩個線程threadA和threadB先后調(diào)用get()來獲取執(zhí)行結(jié)果。再假設(shè)這兩個線程在加入阻塞隊列進行阻塞等待之前任務(wù)都沒有執(zhí)行完成且threadA和threadB都沒有被中斷的情況下(因為如果threadA和threadB在進行阻塞等待結(jié)果之前任務(wù)就執(zhí)行完成或線程本身被中斷的話,awaitDone()就執(zhí)行結(jié)束返回了),執(zhí)行過程是這樣的,以threadA為例:

  1. 第一輪for循環(huán),執(zhí)行的邏輯是q == null,所以這時候會新建一個節(jié)點q。第一輪循環(huán)結(jié)束。
  2. 第二輪for循環(huán),執(zhí)行的邏輯是!queue,這個時候會把第一輪循環(huán)中生成的節(jié)點的netx指針指向waiters,然后CAS的把節(jié)點q替換waiters。也就是把新生成的節(jié)點添加到waiters鏈表的首節(jié)點。如果替換成功,queued=true。第二輪循環(huán)結(jié)束。
  3. 第三輪for循環(huán),進行阻塞等待。要么阻塞特定時間,要么一直阻塞知道被其他線程喚醒。
    在threadA和threadB都阻塞等待之后的waiters結(jié)果如圖
    [圖片上傳失敗...(image-d8c828-1513762765353)]

cancel(boolean)

    public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
        //1.傳入 false 一般意思是 取消還沒開始的任務(wù)設(shè)置成CANCELLED
        //2.傳入 true 一般意思是取消還沒開始的任務(wù)設(shè)置成INTERRUPTING
        if (!(state == NEW &&// 1. 如果任務(wù)已經(jīng)結(jié)束,則直接返回false
              UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW,
                  mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
                  //還沒開始 設(shè)置CANCELLEN 開始了設(shè)置 失敗返回false
            return false;
        try {    // in case call to interrupt throws exception
            //2.傳入true 
            if (mayInterruptIfRunning) {
                try {
                    Thread t = runner;
                    // 2.1 中斷任務(wù)執(zhí)行線程
                    if (t != null)
                        t.interrupt();
                } finally { // final state
                    UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED);
                }
            }
        } finally {
            finishCompletion();
        }
        return true;
    }

cancel()方法會做下面幾件事:

1 .判斷任務(wù)當前執(zhí)行狀態(tài),如果任務(wù)狀態(tài)不為NEW,則說明任務(wù)或者已經(jīng)執(zhí)行完成,或者執(zhí)行異常,不能被取消,根據(jù)傳入的情況設(shè)置INTERRUPTING,或CANCELLED。

  1. 判斷需要中斷任務(wù)執(zhí)行線程,則
    修改任務(wù)狀態(tài)為INTERRUPTED。這個轉(zhuǎn)換過程對應(yīng)上圖中的四。

  2. 調(diào)用finishCompletion()。

finishCompletion()

根據(jù)前面的分析,不管是任務(wù)執(zhí)行異常還是任務(wù)正常執(zhí)行完畢,或者取消任務(wù),最后都會調(diào)用finishCompletion()方法,該方法實現(xiàn)如下:

    private void finishCompletion() {
        // assert state > COMPLETING;
        for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
            if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, 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
    }

這個方法的實現(xiàn)比較簡單,依次遍歷waiters鏈表,喚醒節(jié)點中的線程,然后把callable置空。
被喚醒的線程會各自從awaitDone()方法中的LockSupport.park*()阻塞中返回,然后會進行新一輪的循環(huán)。在新一輪的循環(huán)中會返回執(zhí)行結(jié)果(或者更確切的說是返回任務(wù)的狀態(tài))。

report()

report()方法用在get()方法中,作用是把不同的任務(wù)狀態(tài)映射成任務(wù)執(zhí)行結(jié)果。實現(xiàn)如下:

    private V report(int s) throws ExecutionException {
        Object x = outcome;
        // 1. 任務(wù)正常執(zhí)行完成,返回任務(wù)執(zhí)行結(jié)果
        if (s == NORMAL)
            return (V)x;
        // 2. 任務(wù)被取消,拋出CancellationException異常
        if (s >= CANCELLED)
            throw new CancellationException();
        // 3. 其他狀態(tài),拋出執(zhí)行異常ExecutionException
        throw new ExecutionException((Throwable)x);
    }

映射關(guān)系如下圖所示:
[圖片上傳失敗...(image-a3c07e-1513762765353)]

get(long,TimeUnit)

public V get(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
    if (unit == null)
        throw new NullPointerException();
    int s = state;
    if (s <= COMPLETING &&
        // 如果awaitDone()超時返回之后任務(wù)還沒結(jié)束,則拋出異常
         (s = awaitDone(true, unit.toNanos(timeout))) <= COMPLETING)
         throw new TimeoutException();
    return report(s);
}

跟get()不同點在于get(long,TimeUnit)會在awaitDone()超時返回之后拋出TimeoutException異常。

isCancelled()和isDone()

vpublic boolean isCancelled() {
    return state >= CANCELLED;
}
public boolean isDone() {
    return state != NEW;
}

根據(jù)前面的分析,這兩個方法就很容易理解不用多做解釋了。

總結(jié)下,其實FutureTask的實現(xiàn)還是比較簡單的,當用戶實現(xiàn)Callable()接口定義好任務(wù)之后,把任務(wù)交給其他線程進行執(zhí)行。FutureTask內(nèi)部維護一個任務(wù)狀態(tài),任何操作都是圍繞著這個狀態(tài)進行,并隨時更新任務(wù)狀態(tài)。任務(wù)發(fā)起者調(diào)用get*()獲取執(zhí)行結(jié)果的時候,如果任務(wù)還沒有執(zhí)行完畢,則會把自己放入阻塞隊列中然后進行阻塞等待。當任務(wù)執(zhí)行完成之后,任務(wù)執(zhí)行線程會依次喚醒阻塞等待的線程。調(diào)用cancel()取消任務(wù)的時候也只是簡單的修改任務(wù)狀態(tài),如果需要中斷任務(wù)執(zhí)行線程的話則調(diào)用Thread.interrupt()中斷任務(wù)執(zhí)行線程。

有個值得關(guān)注的問題就是當任務(wù)還在執(zhí)行的時候用戶調(diào)用cancel(true)方法能否真正讓任務(wù)停止執(zhí)行呢?
在前面的分析中我們直到,當調(diào)用cancel(true)方法的時候,實際執(zhí)行還是Thread.interrupt()方法,而interrupt()方法只是設(shè)置中斷標志位,如果被中斷的線程處于sleep()、wait()或者join()邏輯中則會拋出InterruptedException異常。

因此結(jié)論是:cancel(true)并不一定能夠停止正在執(zhí)行的異步任務(wù)。

參考資料

1.深入學(xué)習 FutureTask

2.【死磕Java并發(fā)】—–J.U.C之線程池:線程池的基礎(chǔ)架構(gòu)

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時請結(jié)合常識與多方信息審慎甄別。
平臺聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發(fā)布平臺,僅提供信息存儲服務(wù)。

友情鏈接更多精彩內(nèi)容