java中可以通过new thread、实现runnable来进行实现线程。但是唯一的缺点是没有返回值、以及抛出异常，而callable就可以解决这个问题。通过配合使用futuretask来进行使用。
并且Future提供了对任务的操作，取消，查询是否完成，获取结果。
Demo
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(() -> {
Thread.sleep(10000);
System.out.println("调用三方翻译接口");
return 1024;
});
new Thread(futureTask).start();
Integer integer = futureTask.get();
// Integer integer = futureTask.get(1, TimeUnit.SECONDS);
while (true) {
if (futureTask.isDone()) {
System.out.println("完成任务");
break;
} else {
System.out.println("执行中，稍等.");
}
}
Integer x = futureTask.get();
System.out.println(x);
实现原理
FutureTask核心代码
基本属性
/*
* Possible state transitions:
* NEW -> COMPLETING -> NORMAL 任务正常执行，返回结果是正常的结果
* NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL 任务正常执行，但是返回结果是异常
* NEW -> CANCELLED 任务直接被取消的流程
* NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED
*/
// 当前任务的状态
private volatile int state;
private static final int NEW = 0; // 任务的初始化状态
private static final int COMPLETING = 1; // Callable的结果，正常封装给当前FutureTask
private static final int NORMAL = 2; // Normal任务正常结束
private static final int EXCEPTIONAL = 3; // 执行任务时，发生了异常
private static final int CANCELLED = 4; // 任务被取消了
private static final int INTERRUPTING = 5; // 线程的中断状态，被设置为了ture
private static final int INTERRUPTED = 6; // 线程被中断了
// 当前要执行的任务
private Callable<V> callable;
// 存放任务返回结果的属性，也就是futureTask.get 需要获取的结果
private Object outcome;
// 执行任务的线程
private volatile Thread runner;
// 单向链表，存放通过get方法挂起等待的线程
private volatile WaitNode waiters;
任务
当线程start() 之后其实执行的就是call()方法。也就是通过futureTask的run方法执行的call()方法。
// run方法的执行流程，最终会执行callable的call方法
public void run() {
// 保证任务的状态是NEW才执行，或者CAS将当前线程设置为runner.
if (state != NEW ||
!UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
null, Thread.currentThread()))
return;
try {
// 准备执行任务
Callable<V> c = callable;
// 任务不为null 并且state==new
if (c != null && state == NEW) {
V result; // 返回的结果
boolean ran; // 任务执行是否正常结束
try {
// 调用callable的call方法。
result = c.call();
ran = true; // 正常结束 ran = true
} catch (Throwable ex) {
result = null; // 异常结果为null
ran = false; // 异常结束 ran = false
setException(ex); // 设置异常信息
}
if (ran)
// 正常执行结束，设置返回结果
set(result);
}
} finally {
// 执行完毕 或者异常 ，都将runner设置为null
runner = null;
// 拿到状态
int s = state;
// 如果中断 要做一些事情
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}
//设置result值
protected void set(V v) {
// cas设置state为 new-completing
if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
outcome = v; // 返回结果给outcome
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state
// 下面说
finishCompletion();
}
}
get
get方法获取返回结果，到挂起的位置
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
//拿状态
int s = state;
//满足未完成状态 就需要等待
if (s <= COMPLETING)
// 挂起线程，等待拿结果。
s = awaitDone(false, 0L);
return report(s);
}
//线程要等待任务执行结束，等待任务执行的状态大于completing状态
private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException {
// dealline get() 就是0 ，如果是get(time,unit) 追加当前系统时间
final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
// 构建waitNode
WaitNode q = null;
boolean queued = false;
//死循环
for (;;) {
//判断get线程是否中断了
if (Thread.interrupted()) {
//将当前节点从waiter中移除
removeWaiter(q);
//并且抛出中断异常
throw new InterruptedException();
}
// 拿到现在任务的状态
int s = state;
// 判断任务是否执行完毕
if (s > COMPLETING) {
// q ！= null。表示设置过了 直接移除waitNode线程
if (q != null)
q.thread = null;
//返回当前任务状态
return s;
}
// 如果任务的状态处于completing
else if (s == COMPLETING) // cannot time out yet
//让步
Thread.yield();
else if (q == null)
// 线程状态还是new call方法可能还没有执行 准备挂起线程
// 封装waitNode存放当前线程
q = new WaitNode();
else if (!queued)
// 如果waitNode还没有排在waiters中，就拍进来(头插法) cas修改
queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
q.next = waiters, q);
// 如果get(time,unit)挂起线程方式
else if (timed) {
// 计算挂起时间
nanos = deadline - System.nanoTime();
// 挂起时间 是否小于等于0
if (nanos <= 0L) {
// 移除waiter 当前node
removeWaiter(q);
// 返回任务状态
return state;
}
//正常指定挂起时间即可
LockSupport.parkNanos(this, nanos);
}
else
//get()挂起线程的方式
LockSupport.park(this);
}
}
finishCompletion唤醒线程
线程挂起后，如果任务执行完毕，由finishCompletioon唤醒线程
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
// 拿到第一个阶段，cas的方式修改 将其设置为null
if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, q, null)) {
for (;;) {
// 拿到q线程信息
Thread t = q.thread;
// 线程信息不为空
if (t != null) {
// 将waitNode的thread设置为null
q.thread = null;
// 唤醒这个线程
LockSupport.unpark(t);
}
//往后遍历 接着唤醒
WaitNode next = q.next;
if (next == null)
break;
q.next = null; // unlink to help gc
//执行next的waitNode
q = next;
}
break;
}
}
//拓展方法 没任何实现
done();
//任务执行完毕
callable = null; // to reduce footprint
}
report
// 任务结束。
private V report(int s) throws ExecutionException {
// 拿到结果
Object x = outcome;
// 判断是正常返回结束
if (s == NORMAL)
// 返回结果
return (V)x;
// 任务状态是大于取消
if (s >= CANCELLED)
// 甩异常。
throw new CancellationException();
// 扔异常。
throw new ExecutionException((Throwable)x);
}
// 正常返回 report
// 异常返回 report
// 取消任务 report
// 中断任务 awaitDone
流程图
