java future get不是堵塞的吗 future.get原理

Future.get()用于异步结果的获取。它是阻塞的，背后原理是什么呢？

 

 

我们可以看下FutureTask的类结构图：

 

 

FutureTask实现了RunnableFuture接口，RunnableFuture继承了Runnable和Future这两个接口， 对于Runnable，我们太熟悉了， 那么Future呢？

 

 

Future 表示一个任务的生命周期，并提供了相应的方法来判断是否已经完成或取消，以及获取任务的结果和取消任务等。

 

 

public interface Future<V> {

    boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning);
    //Future 是否被取消
    boolean isCancelled();
    //当前 Future 是否已结束
    boolean isDone();
    //或取Future的结果值。如果当前 Future 还没有结束，当前线程阻塞等待，
    V get() throws InterruptedException, ExecutionException;
    //获取 Future 的结果值。与 get()一样，不过多了超时时间设置
    V get(long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException;
}

 

 

FutureTask 就是Runnable和Future的结合体，我们可以把Runnable看作生产者， Future 看作消费者。而FutureTask 是被这两者共享的，生产者运行run方法计算结果，消费者通过get方法获取结果。

 

 

生产者消费者模式，如果生产者数据还没准备的时候，消费者会被阻塞。当生产者数据准备好了以后会唤醒消费者继续执行。我们来看下FutureTask内部是如何实现的。

 

 

FutureTask内部维护了任务状态state

 

 

//NEW 新建状态,表示FutureTask新建还没开始执行
private static final int NEW          = 0;
//完成状态,表示FutureTask
private static final int COMPLETING   = 1;
//任务正常完成，没有发生异常
private static final int NORMAL       = 2;
//发生异常
private static final int EXCEPTIONAL  = 3;
//取消任务
private static final int CANCELLED    = 4;
//发起中断请求
private static final int INTERRUPTING = 5;
//中断请求完成
private static final int INTERRUPTED  = 6;

 

 

生产者run方法：

 

 

public void run() {
        // 如果状态state不是 NEW，或者设置 runner 值失败,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 {
                    //调用callable的call方法，获取结果
                    result = c.call();
                    //运行成功
                    ran = true;
                } catch (Throwable ex) {
                    result = null;
                    //运行不成功
                    ran = false;
                    //设置异常
                    setException(ex);
                }
                //运行成功设置返回结果
                if (ran)
                    set(result);
            }
        } finally {
            runner = null;
            int s = state;
            if (s >= INTERRUPTING)
                handlePossibleCancellationInterrupt(s);
        }
    }

 

 

消费者的get方法

 

 

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
     int s = state;
     //如果状态小于等于 COMPLETING，表示 FutureTask 任务还没有完成， 则调用awaitDone让当前线程等待。
     if (s <= COMPLETING)
         s = awaitDone(false, 0L);
     return report(s);
 }

 

 

awaitDone做了什么事情呢？

 

 

private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException {
        final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
        WaitNode q = null;
        boolean queued = false;
        for (;;) {
            // 如果当前线程是中断标记，则  
            if (Thread.interrupted()) {
                //那么从列表中移除节点 q，并抛出 InterruptedException 异常
                removeWaiter(q);
                throw new InterruptedException();
            }

            int s = state;
            //如果状态已经完成，表示FutureTask任务已结束
            if (s > COMPLETING) {
                if (q != null)
                    q.thread = null;
                //返回
                return s;
            }
            // 表示还有一些后序操作没有完成，那么当前线程让出执行权
            else if (s == COMPLETING) // cannot time out yet
                Thread.yield();
            //将当前线程阻塞等待
            else if (q == null)
                q = new WaitNode();
            else if (!queued)
                queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
                                                     q.next = waiters, q);
            //timed 为 true 表示需要设置超时                                        
            else if (timed) {
                nanos = deadline - System.nanoTime();
                if (nanos <= 0L) {
                    removeWaiter(q);
                    return state;
                }
                //让当前线程等待 nanos 时间
                LockSupport.parkNanos(this, nanos);
            }
            else
                LockSupport.park(this);
        }
    }

 

 

当然，面试的时候，不一定要讲到源码这么细，只需要讲个大概思路就好啦。