当前位置：首页 > news >正文

FutureTask底层实现分析

news 来源：原创 2024/6/28 8:29:21

文章目录

前言
一、FutureTask 的底层实现
二、FutureTask核心方法run
二、相关c++实现源码

前言

FutureTask 是 Java 的并发工具类，它继承了 Future 和 Runnable 的特性。它允许在一个单独的线程中执行一个任务，并可以在另一个线程中通过FutureTask.get()获取该任务的结果。类图如下：
在这里插入图片描述

一、FutureTask 的底层实现

FutureTask 的底层实现主要包括以下几个部分：
任务执行：FutureTask 内部维护了一个 Runnable 任务，当调用 FutureTask 的 run 方法时，这个任务会被执行。这个任务是在 FutureTask 实例被创建时传入的。
结果存储：任务执行的结果被存储在内部的一个 volatile 变量中。由于 volatile 保证了可见性，因此其他线程可以立即看到最新的结果。
状态管理：FutureTask 维护了一个内部状态，包括 NOT_RUNNING、RUNNING 和 DONE。这个状态用于跟踪任务是否正在运行或者已经完成。
阻塞等待：当其他线程调用 FutureTask 的 get 方法时，如果任务还没有完成，这个线程会被阻塞，直到任务完成并且结果可用。
异常处理：如果任务在执行过程中抛出了异常，那么这个异常会被捕获并存储在 FutureTask 中。调用 get 方法时，如果任务完成并且结果异常，那么这个异常会被重新抛出。

二、FutureTask核心方法run

代码如下：

public void run() {
// state != NEW说明该任务已经执行过或被cancel，非NEW状态，就不处理了
// compareAndSwapObject CAS原子比较this对象指定位置字段，若是期望值null，则更新该字段为当前线程，失败就返回
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 {// 执行任务逻辑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 interruptsint s = state;if (s >= INTERRUPTING)handlePossibleCancellationInterrupt(s);}
}

UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset, null, Thread.currentThread()))
compareAndSwapObject将当前线程赋值给成员变量 Thread runner;
runnerOffset 为FutureTask.class对象的runner的偏移量
compareAndSwapObject 方法其实比较的就是两个 Java Object 的地址，如果相等则将新的地址（Java Object）赋给该字段。

二、相关c++实现源码

C++代码如下：

virtual jboolean compareAndSwapObject(::java::lang::Object *, jlong, ::java::lang::Object *, ::java::lang::Object *);
// natUnsafe.cc
static inline bool
compareAndSwap (volatile jobject *addr, jobject old, jobject new_val)
{jboolean result = false;spinlock lock;// 如果字段的地址与期望的地址相等则将字段的地址更新if ((result = (*addr == old)))*addr = new_val;return result;
}// natUnsafe.cc
jboolean
sun::misc::Unsafe::compareAndSwapObject (jobject obj, jlong offset,jobject expect, jobject update)
{// 获取字段地址并转换为字符串jobject *addr = (jobject*)((char *) obj + offset);// 调用 compareAndSwap 方法进行比较return compareAndSwap (addr, expect, update);
}