Future的API

【疑问】

Future有一个cancel(mayInterruptIfRunning)方法。mayInterruptIfRunning代表什么意思呢？它的值会影响任务的中断吗？

【分析】

1. FutureTask中线程的运行状态

    /*
     * Possible state transitions:
     * NEW -> COMPLETING -> NORMAL
     * NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL
     * NEW -> CANCELLED
     * NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED
     */
    private volatile int state;
    private static final int NEW          = 0;
    private static final int COMPLETING   = 1;
    private static final int NORMAL       = 2;
    private static final int EXCEPTIONAL  = 3;
    private static final int CANCELLED    = 4;
    private static final int INTERRUPTING = 5;
    private static final int INTERRUPTED  = 6;

下图是线程的生命周期，可以看到和代码中的状态不是一回事情。

图1-线程的声明周期.png

FutureTask的生命周期是怎样的呢，它和线程的生命周期有没有共通之处呢？

图2-FutureTask生命周期.png

• New状态：线程生命周期的New状态，Runnable状态，blocked状态；
• Completing状态：线程生命周期的Running状态；
• normal、exceptional、cancelled、interrupted状态：线程生命周期的Terminated状态；

使用FutureTask执行Task()线程逻辑：

    //创建FutureTask实例
    FutureTask futureTask = new FutureTask(new Task());
    //执行FutureTask
    new Thread(futureTask).start();

2. 线程的中断方法

1. FutureTask不为New状态，那么直接返回false。

2. 若status状态为New。
   2.1参数mayInterruptIfRunning=false，任务不会被中断，并且任务的状态为cancelled（FutureTask的终态）。
   2.2 参数mayInterruptIfRunning=true，status状态会变为interrupting，FutrueTask中的线程会调用interrupt()方法，（若线程为Running状态，则会变更isInterrupted标志位。若线程为Blocking状态，则会抛出异常，终止线程）。接着会变更为interrupted（FutureTask的终态）。

源码：java.util.concurrent.FutureTask#cancel

   public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
      // 1. 判断
        if (!(state == NEW &&
              UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW,
                  mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
            return false;
        try {    // in case call to interrupt throws exception
            if (mayInterruptIfRunning) {
                try {
                    //调用Thread
                    Thread t = runner;
                    if (t != null)
                        t.interrupt();
                } finally { // final state
                    UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED);
                }
            }
        } finally {
            finishCompletion();
        }
        return true;
    }

以线程角度考虑：

1. 线程为New状态时调用cancel方法，无论参数如何FutureTask的status均是终态。故即使调用线程的start方法，线程也不会执行，故为中断。

2. 线程为Runnable或blocking状态时，cancel参数为true时便可执行thread的interrupt方法。线程会捕获中断异常，进而结束线程。

3. 线程为running状态时，FutureTask为completing状态。interrupt无法中断正在持有cpu资源的线程，故方法直接返回false。

附录

 UNSAFE.compareAndSwapInt(this, valueOffset, expect,update)

CAS的比较算法，原理就是通过比较预期值expect和主存中的valueOffset是否相等，若不相等返回false，若相等，则使用update更新主存中的valueOffset值。

UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED);

将interrupted状态刷新到主存中。

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