1.前言
相信很多人了解到FutureTask是因为ThreadPoolExecutor.submit方法，根据ThreadPoolExecutor.submit的使用，我们可以先猜一下FutureTask的原理。
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new Callable<Integer>() {
@Override
public Integer call() throws Exception {
TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
return 1;
}
});
new Thread(futureTask).start();
System.out.println(futureTask.get());
}上面这个代码会在启动后三秒打印出1，FutureTask.get()方法调用时会直到Callable中的代码执行完才会返回，所以FutureTask需要在这里阻塞。因为可能多个线程进行get，所以需要一个阻塞队列。
如果Callable三秒执行完，调用方过了五秒才调用get的话，FutureTask就需要把Callable中的执行结果存起来，并且也要把异常catch住存起来，所以需要一个变量存放结果。使用一个api然后想去研究它的原理，源码时，其实可以
先想一下，它可能是怎么做的，如果是我写应该怎样设计，这样能提高自己的设计能力。
2.原理
FutureTask的原理其实和前言中的猜想类似，下面简述一下FutureTask的原理。
FutureTask有两个非常重要的方法，run方法和get方法，run方法是实现了Runnable然后在run里面跑Callable的代码，
get方法就是我们常用的获取数据的方法。run方法运行Callable中的代码然后catch住异常，然后将正常结果或者异常结果
存起来，并且唤醒因为调用get方法阻塞的线程。get方法是去判断是否已经计算出结果，如果计算完成，返回结果否则进行
阻塞。
3.源码分析
建议大家在阅读源码时，先看一下文档，虽然文档是英文的，但是自己读一下搭配翻译看懂应该不难，这里给大家介绍一个IDEA的功能，点击View->QuickDocumentation能让文档读起来更加方便。
下面我就分析一下源码：
FutureTask中的状态维护
private volatile int state;
private static final int NEW = 0; //初始状态
private static final int COMPLETING = 1; //执行完成但是执行结果没有保存
private static final int NORMAL = 2; //执行完成并且保存了结果
private static final int EXCEPTIONAL = 3; //出现了异常
private static final int CANCELLED = 4; //取消
private static final int INTERRUPTING = 5; //打断中，可以进行打断线程了
private static final int INTERRUPTED = 6; //线程已经被置成打断状态 private Callable<V> callable; //入参 private Object outcome; //执行成功结果保存到这个变量 private volatile Thread runner; //正在执行的线程 private volatile WaitNode waiters;//等待队列
如果你尝试用idea追踪者这些变量在哪里赋值了，你会发现你找不到，这是因为这些变量的赋值都是通过Unsafe类完成的，这个类会直接改这些变量内存地址上对应的值。
Unsafe可以通过对象+字段的offset找到字段对应的内存地址从而修改数据，了解了这些，在去看FutureTask的代码就很容易了
// Unsafe mechanics
private static final sun.misc.Unsafe UNSAFE;
private static final long stateOffset;
private static final long runnerOffset;
private static final long waitersOffset;
static {
try {
UNSAFE = sun.misc.Unsafe.getUnsafe();
Class<?> k = FutureTask.class;
stateOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(k.getDeclaredField("state"));
runnerOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(k.getDeclaredField("runner"));
waitersOffset = UNSAFE.objectFieldOffset
(k.getDeclaredField("waiters"));
} catch (Exception e) {
throw new Error(e);
}
}
下面看一下run方法是怎样执行的
public void run() {
//runner置成当前线程
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;
//成功设置result失败设置Exception
try {
result = c.call();
ran = true;
} catch (Throwable ex) {
result = null;
ran = false;
setException(ex);
}
if (ran)
set(result);
}
} finally {
// runner must be non-null until state is settled to
// prevent concurrent calls to run()
runner = null;
// state must be re-read after nulling runner to prevent
// leaked interrupts
int s = state;
if (s >= INTERRUPTING)
handlePossibleCancellationInterrupt(s);
}
}下面看看成功都做了些什么
protected void set(V v) {
//执行成功后状态扭转成完成中，扭转成功后将值存入outcome然后执行finishCompletion
if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
outcome = v;
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, NORMAL); // final state
finishCompletion();
}
}下面看看失败做了什么
protected void setException(Throwable t) {
//与成功类似不再多讲
if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW, COMPLETING)) {
outcome = t;
UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, EXCEPTIONAL); // final state
finishCompletion();
}
}成功和失败都执行了finishCompletion，下面看看这个方法里干了什么
/**
* Removes and signals all waiting threads, invokes done(), and
* nulls out callable.
*/ 注释已经非常清楚了。唤醒等待的节点，执行done，将callable置成null
private void finishCompletion() {
// assert state > COMPLETING;
for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, q, null)) {
for (;;) {
Thread t = q.thread;
if (t != null) {
q.thread = null;
LockSupport.unpark(t);
}
WaitNode next = q.next;
if (next == null)
break;
q.next = null; // unlink to help gc //这里为什么能帮助gc呢，如果q在老年代，q.next在年轻代的话就可以了，详情看https://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=6806875
q = next;
}
break;
}
} done(); callable = null; // to reduce footprint
}
到这里run方法已经很清楚了，下面看一下get方法
public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
int s = state;
if (s <= COMPLETING)
//很明显需要看这个方法，记住这个传参false
s = awaitDone(false, 0L);
return report(s);
}private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
throws InterruptedException {
//timed = false
final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
WaitNode q = null;
boolean queued = false;
for (;;) {
//线程已经被打断了
if (Thread.interrupted()) {
removeWaiter(q);
throw new InterruptedException();
}
int s = state;
// 已经完成了返回状态
if (s > COMPLETING) {
if (q != null)
q.thread = null;
return s;
}
else if (s == COMPLETING) // cannot time out yet //这里直接让出线程，让runner去赋值
Thread.yield();
else if (q == null)
q = new WaitNode();
else if (!queued) //加入队列
queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
q.next = waiters, q);
else if (timed) { //ture的话 等待一段时间。false的话直接阻塞
nanos = deadline - System.nanoTime();
if (nanos <= 0L) {
removeWaiter(q);
return state;
}
LockSupport.parkNanos(this, nanos);
}
else
LockSupport.park(this);
}
这里如果阻塞了，就等run方法执行完成的释放了，代码逻辑很清晰，jdk并发包中的实现用了很多for(;;)这其实是作者写C的习惯的while(true)会多一些指令，在java中编译成
字节码这两个是完全一样的。下面看一下获取到状态后执行的report方法
//正常直接返回结果，异常封装一下抛出，这里有个退出，退出的代码这里就不再继续分析了，看完上述的分析，相信你也能快速看懂退出的代码
private V report(int s) throws ExecutionException {
Object x = outcome;
if (s == NORMAL)
return (V)x;
if (s >= CANCELLED)
throw new CancellationException();
throw new ExecutionException((Throwable)x);
}
4.使用
在实际开发中，大部分情况都要用到db，http，rpc这些IO操作，在一个方法中需要多次进行这些操作时，如果没有前后关联，可以使用Future充分
使用多核cpu，比如你需要查多个表拼接成一个VO返回给前端，就可以用Future提高接口的响应时间。