FutureTask的使用方法及实现原理，springboot入门教程
作者：互联网
我们通过FutureTask.get()方法取得计算结果：如果调用get()的时候，计算还没结束，则当前线程阻塞；如果计算已经完成，则get()立即返回结果，如下图所示；如果计算过程出错、抛出异常，则get()不阻塞并且直接抛出异常（异常信息封装在这个异常的clause中）；如果调用了cancel()，又调用get()，则抛出CancellationException。调用get()的时候，记得要捕捉异常。FutureTask在计算完成之后不能再次计算（复用），因此要想重新计算，需要调用runAndReset() 或者重新创建一个FutureTask。
FutureTask的实现
FutureTask的老版本实现是基于
AbstractQueuedSynchronizer的（见参考文章），这样会有一个缺点，当多个线程对同一个FutureTask执行cancel的时候，FutureTask会把中断状态保留起来，让调用方感到奇怪。所以，FutureTask的新版本实现修改为用state字段+CAS操作进行同步控制，再用简化版的Treiber栈保存等待线程。虽然FutureTask没有使用AQS，但是其实现原理非常类似于AQS。
1. 用一个volatile int state变量作为同步状态
AQS中也有state，但AQS不会使用在state中保存的内容，只是对它执行CAS操作，看是否成功而已。与AQS不同，FutureTask需要用到state变量中的内容。state所有可能的取值有7个，分别如下：
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NEW = 0; 初始状态，FutureTask刚被创建，正在计算中都是该状态。
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COMPLETING = 1; 中间状态，表示计算已完成正在对结果进行赋值，或正在处理异常
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NORMAL = 2; 终止状态，表示计算已完成，结果已经被赋值。
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EXCEPTIONAL = 3; 终止状态，表示计算过程已经被异常打断。
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CANCELLED = 4; 终止状态，表示计算过程已经被cancel操作终止。
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INTERRUPTING = 5; 中间状态，表示计算过程已开始并且被中断，正在修改状态。
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INTERRUPTED = 6; 终止状态，表示计算过程已开始并且被中断，目前已完全停止。
在FutureTask中，state只会被set(), setException()，cancel()修改为终止状态（NORMAL, EXCEPTIONAL, CANCELED, INTERRUPTED）。要注意是，**这个state变量被声明为volatile，不仅保证了它自己的可见性，还保证了FutureTask类其他成员属性的可见性。**在其他变量的赋值操作应该在state变量的赋值操作之前，对其他变量的访问操作应该在对state变量的操作之后。例如，
public FutureTask(Callable callable) {
if (callable == null)
throw new NullPointerException();
this.callable = callable;
this.state = NEW; // ensure visibility of callable
}
在FutureTask的构造函数中，对声明为volatile的state变量进行赋值操作后，callable变量也会变得对于其他线程可见。
2. 用一个Treiber栈保存等待线程
Treiber栈是一个无锁数据结构，FutureTask中的waiters变量指向这个栈的栈顶。名字有点吓人，其实很简单，就是一个无锁的线程安全的栈。入栈操作只通过一步CAS操作实现，即修改栈顶指针waiters；出栈和在栈的中间执行删除操作通过特定的循环操作实现。
3. 取消操作cancel()的实现
cancel操作首先判断state是否等于NEW，即判断计算线程(runner)是否已经开始。如果没有开始执行，则立即用CAS操作将状态改为CANCELED或INTERRUPTING，防止runner开始执行计算工作。判断了state之后，紧接着用compareAndSwap对state进行修改而不是覆盖式的赋值，这是考虑到在判断state和修改state之间，state可能被其他线程修改。顺便讲一下，state的判断后面紧跟CAS操作，可以让两个原子操作合并成一个原子操作，
state == NEW && UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)
如果状态已经不是NEW，说明runner已经开始，此时根据入参mayInterruptIfRunning来决定是否给runner发中断。接下来，把Treiber栈中的等待线程全部唤醒并且移出。这里的唤醒动作考虑到可能有多个线程并发调用cancel()，所以设计了一个循环CAS操作，对Treiber栈操作竞争，保证只有一个线程能够进入内层循环，代码如下：
private void finishCompletion() {
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, q, null)) {
for (;
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