【Java并发】聊聊Future如何提升商品查询速度

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);

在这里插入图片描述

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FutureTaskprivate 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==newif (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 = falsesetException(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-completingif (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {outcome = v; // 返回结果给outcomeUNSAFE.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noderemoveWaiter(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