之前的线程实现方式是无返回方式的,主线程等待子线程的阻塞方法是通过join方法实现的。jdk后来增加了一种新的callable启动线程的方式,并且带有了返回值,其实它的底层还是runnable方式实现的,新方式需要我们实现callable的call方法,然后将这个对象传给futherTask类,这个类实现的是runnable,且内部持有一个callable对象。
FutureTask内部结构:
state:表示线程的状态,并且申明了6种状态,分别是新创建 0,完成1,是线程完成且返回结果后的状态2,异常3,取消4,中断中5,已经中断6。一个callable对象,也就是新线程的对象,还有一个接口,同时持有一个线程,最后一个是等待链条。这个等待链条实现的非常巧妙,内部就是保存的一个线程和一个自身对象。
主要的API有下面几个。cancel是取消线程,get方法阻塞获取一个返回值,带参数的是可以设置在一定时间内获取,或者返回值或者抛出异常。isCancelled用来判断是否已经取消。isDone判断是否在运行,run方法用来启动线程。
第一个run方法:如果是新建线程则通过或关系去执行第二个CAS替换,也就是把null替换为当前的线程。
如果不是新创建,或者是新创建但是替换失败(如果线程不为Null则会替换失败),则执行下面的逻辑,首先必须保证callable对象不为null且是处于新创建状态,然后调用callable的call方法,最后把结果用set方法保存。在set方法里面首先用CAS把线程的运行状态替换为完成,然后把结果给了outcom,最后通过底层的一个保证顺序的方法把线程状态最终归类为normal状态。我的理解是线程最终的状态是normal。最后又调用了finishCompletion();
这个方法里,首先把等待链用CAS替换为null,然后看当前线程是不是null,如果是null,然后再去看等待链的下一个是不是null,如果是null就完成了,如果不是就把下一个next设置为Null。这里然后顺着链条把所有的等待链节点都设置为Null,这样就完成了线程的终结。然后又调用了done(),然后把callable对象设置为null,
done方法是个空方法,我们可以自己实现来定制。
下面来看get()方法:get方法是一个自旋等待。 进入方法后首先对线程的状态进行判断,如果<=未完成状态就进入到awaitDone,这个方法就是实现自旋等待的。如果大于完成的状态,则通过reports方法返回结果。
在awaitDones方法里 第一个参数是判断是否使用时间,如果不使用则使用0.然后初始化一个等待链q,然后进入for循环。
在for循环里先判断是不是处于interrupted状态,如果是的话即先把等待链移除掉,然后通过抛出打断异常来中断线程,或者进入下面的判断,如果已经完成了,先把当前的线程置于null,然后返回当前的状态。如果是等于完成状态,这时候还没有获取到返回值,则当前线程先让位,如果当前的等待链为null,则先新建一个链节点,如果当前的队列为false,则通过cas把新建的q替换到我们的等待链节点,或者如果等待时间到了后则直接返回状态。
最后在for的自旋里面每次都会调用lookSupport的parkNanos方法,根据穿进去的时间阻塞对应的时间然后返回,或者直接调用park命令阻塞。这样就实现了自旋阻塞直到线程状态为normal或者其他状态。
到这里一旦有了返回结果,则调用report(state)方法返回结果。如果状态是normal则说明正常返回结果,或者抛出异常。
calcel方法顾名思义取消线程,需要传入一个布尔值,用于决定如果允许是否允许打断方式来抛出异常。首先判断线程状态是新创建,然后利用CAS算法将线程的状态直接替换为取消或者打断状态。如果替换失败则直接返回取消失败的状态。或者判断是否支持打断线程,如果支持则使用线程的interrup方法打断线程。最后把状态变更为interruptied状态。最终也还是要调用finishCompletion();
isCancelled()方法很简单的就是判断是否是取消状态。
isDone()方法判断线程状态
带参数的get方法也很简单,就是把需要等待的时间传入到awaitDone中而已。
至此我们就看完了主要的API的实现。