揭秘FutureTask的幕后运作：深入探索它与锁之间的关联
2023-12-28 08:09:14
Introduction
在Java的并发编程中，FutureTask是一个非常重要的工具类，它允许我们在多线程环境中执行任务并获取结果。在本文中，我们将深入分析FutureTask的内部实现原理，了解它如何与锁进行交互，并通过可重入锁和条件变量实现一个自己的FutureTask。最后，我们将深入探讨FutureTask在Java中的实现，以便更好地理解它的技术细节。
FutureTask的基本原理
FutureTask是一个实现了Future接口的可取消任务。它可以被提交到线程池中执行，并通过Future对象获取执行结果。FutureTask的内部实现使用了锁和条件变量来协调线程之间的通信和同步。
FutureTask的内部运作
FutureTask的内部实现主要包括以下几个部分：
-
状态标志 ：FutureTask包含一个状态标志，它可以是以下几种状态之一：
- NEW：任务尚未开始执行。
- RUNNING：任务正在执行。
- COMPLETED：任务已完成。
- CANCELLED：任务已取消。
-
锁 ：FutureTask内部使用了一个可重入锁来保护状态标志和结果值，确保只有一个线程可以同时访问这些数据。
-
条件变量 ：FutureTask内部使用了一个条件变量来通知等待结果的线程，任务已经完成。
-
结果值 ：FutureTask内部存储了任务执行后的结果值，当任务完成时，结果值将被保存到这个字段中。
FutureTask与锁的交互
FutureTask内部使用了可重入锁来保护状态标志和结果值，确保只有一个线程可以同时访问这些数据。当一个线程需要修改状态标志或结果值时，它必须先获取锁，然后再进行修改。当锁被释放后，其他线程才能继续访问这些数据。
FutureTask的自定义实现
我们可以通过可重入锁和条件变量来实现自己的FutureTask。下面是自定义FutureTask的代码示例：
public class CustomFutureTask<V> implements Future<V> {
private final Lock lock = new ReentrantLock();
private final Condition condition = lock.newCondition();
private V result;
private boolean isCompleted = false;
private boolean isCancelled = false;
@Override
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
lock.lock();
try {
while (!isCompleted) {
condition.await();
}
if (isCancelled) {
throw new CancellationException();
}
return result;
} finally {
lock.unlock();
}
}
@Override
public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
lock.lock();
try {
if (!isCompleted && !isCancelled) {
isCancelled = true;
condition.signalAll();
return true;
}
return false;
} finally {
lock.unlock();
}
}
@Override
public boolean isCancelled() {
lock.lock();
try {
return isCancelled;
} finally {
lock.unlock();
}
}
@Override
public boolean isDone() {
lock.lock();
try {
return isCompleted;
} finally {
lock.unlock();
}
}
public void setResult(V result) {
lock.lock();
try {
this.result = result;
isCompleted = true;
condition.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
FutureTask在Java中的实现
FutureTask在Java中的实现位于java.util.concurrent包中。它的内部实现与我们上面自定义的FutureTask类似，也是使用了可重入锁和条件变量来协调线程之间的通信和同步。
Conclusion
FutureTask是一个非常重要的工具类，它允许我们在多线程环境中执行任务并获取结果。在本文中，我们详细分析了FutureTask的内部实现原理，了解了它如何与锁进行交互，并通过可重入锁和条件变量实现了一个自己的FutureTask。最后，我们深入探讨了FutureTask在Java中的实现，以便更好地理解它的技术细节。
