摘要：主要的實現實際上運行還是一個，它對做了一個封裝，讓開發人員可以從其中獲取返回值是有狀態的共種狀態，四種狀態變換的可能和的區別通過方法調用有返回值可以拋異常結果的實現原理判斷狀態非狀態則直接進入返回結果處于狀態，則進入等待流程獲

# FutureTask實際上運行還是一個runnable，它對callable做了一個封裝，讓開發人員可以從其中獲取返回值；
FutrueTask是有狀態的 共7種狀態，四種狀態變換的可能
NEW -> COMPLETING -> EXCEPTIONAL
NEW -> CANCELLED
NEW -> COMPLETING -> NORMAL
NEW -> INTERRUPTING -> INTERRUPTED

0. 通過call方法調用；
1. 有返回值
2. 可以拋異常

1. 判斷狀態；
2. 非NEW,COMPLETING狀態則直接 進入report返回結果；
3. 處于NEW,COMPLETING狀態，則進入等待awaitDone()；

3.1. 獲取等待的超時時間deadline；
3.2. 進入自旋
3.3. 判斷線程是否被中斷：如果被中斷則移出等待waiters隊列；并拋出異常；
3.4. 判斷FutrueTask狀態：如果">COMPLETING"，代表執行完成，進入report；
3.5. 判斷FutrueTask狀態：如果"=COMPLETING"，讓出CPU執行Thread.yield();
3.6. 為當前線程創建一個node節點；
3.7. 將當前線程WaitNode加入等待隊列waiters中；
3.8. 判斷是否超時；
3.9. 通過LockSupport.park掛起線程，等待運行許可；
4. report返回執行結果：如果一切正常就返回執行結果，否則返回Exception； 

1. 判斷狀態是否正常，避免重復執行；
2. 調用callable的call()方法；
3. 修改執行狀態；保存執行結果；并通知正在等待get的線程；
## 3.x通知機制finishCompletion
3.1. 獲取所有waiters的集合；
3.2. 通過cas 拿到執行權；
3.3. 循環遍歷所有等待的線程，通過LockSupport.unpark 喚醒其執行；

public boolean cancel(boolean mayInterruptIfRunning) {
    // 判斷狀態：只有剛創建的情況下才能取消
    // mayInterruptIfRunning：是否中斷當前正在運行這個FutureTask的線程；
    if (!(state == NEW &&
          UNSAFE.compareAndSwapInt(this, stateOffset, NEW,
              mayInterruptIfRunning ? INTERRUPTING : CANCELLED)))
        return false;
    try {    // in case call to interrupt throws exception
        // 如果要中斷當前線程，則對runner發布interrupt信號；
        if (mayInterruptIfRunning) {
            try {
                Thread t = runner;
                if (t != null)
                    t.interrupt();
            } finally { // final state
                // 修改狀態為：已經通知線程進行中斷
                UNSAFE.putOrderedInt(this, stateOffset, INTERRUPTED);
            }
        }
    } finally {
        // 通知其他在等待結果的線程
        finishCompletion();
    }
    return true;
}

public void run() {
    // 判斷狀態及設置futuretask歸屬的線程
    if (state != NEW ||
        !UNSAFE.compareAndSwapObject(this, runnerOffset,
                                    null, Thread.currentThread()))
        return;
    try {
        Callable c = callable;
        if (c != null && state == NEW) {
            V result;
            boolean ran;
            try {
                // 執行Callable
                result = c.call();
                // 標記為執行成功
                ran = true;
            } catch (Throwable ex) {
                result = null;
                // 標記為執行不成功
                ran = false;
                // 設置為異常狀態，并通知其他在等待結果的線程
                setException(ex);
            }
            // 如果執行成功，修改狀態為正常，并通知其他在等待結果的線程
            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;
        // 如果狀態為準備發起中斷信號或者已經發出中斷信號，則讓出CPU（Thread.yield()）
        if (s >= INTERRUPTING)
            handlePossibleCancellationInterrupt(s);
    }
}

public V get() throws InterruptedException, ExecutionException {
    int s = state;
    // 如果還沒執行完，則等待
    if (s <= COMPLETING)
        s = awaitDone(false, 0L);
    // 通過report取結果
    return report(s);
}

private V report(int s) throws ExecutionException {
    Object x = outcome;
    // 如果一切正常，則返回x(x是callable執行的結果outcome)
    if (s == NORMAL)
        return (V)x;
    // 如果被取消，則拋出已取消異常
    if (s >= CANCELLED)
        throw new CancellationException();
    // 否則拋出執行異常
    throw new ExecutionException((Throwable)x);
}

private int awaitDone(boolean timed, long nanos)
    throws InterruptedException {
    // 記錄等待超時的時間
    final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
    // 多個在等待結果的線程，通過一個鏈表進行保存，waitNode就是每個線程在鏈表中的節點;
    WaitNode q = null;
    boolean queued = false;
    // 死循環...也可以說是自旋鎖同步
    for (;;) {
        // 判斷當前這個調用get的線程是否被中斷
        if (Thread.interrupted()) {
            // 將當前線程移出隊列
            removeWaiter(q);
            throw new InterruptedException();
        }
        
        int s = state;
        // 如果狀態非初創或執行完畢了,則跳出循環，通過report()取執行結果
        if (s > COMPLETING) {
            if (q != null)
                q.thread = null;
            return s;
        }
        // 如果狀態等于已執行,讓出CPU執行，等待狀態變為正常結束
        else if (s == COMPLETING) // cannot time out yet
            Thread.yield();
        // 如果當前線程還沒有創建對象的waitNode節點，則創建一個
        else if (q == null)
            q = new WaitNode();
        // 如果當前線程對應的waitNode還沒有加入到等待鏈表中，則加入進去;
        else if (!queued)
            queued = UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset,
                                                q.next = waiters, q);
        // 如果有設置等待超時時間，則通過parkNanos掛起當前線程，等待繼續執行的信號
        else if (timed) {
            nanos = deadline - System.nanoTime();
            if (nanos <= 0L) {
                removeWaiter(q);
                return state;
            }
            LockSupport.parkNanos(this, nanos);
        }
        // 通過park掛起當前線程，等待task執行結束后給它發一個繼續執行的信號(unpark)
        else
            LockSupport.park(this);
    }
}

private void finishCompletion() {
    // assert state > COMPLETING;
    // 遍歷所有正在等待執行結果的線程
    for (WaitNode q; (q = waiters) != null;) {
        if (UNSAFE.compareAndSwapObject(this, waitersOffset, q, null)) {
            for (;;) {
                Thread t = q.thread;
                if (t != null) {
                    q.thread = null;
                    // unpark，發布一個讓它繼續執行的“許可”
                    LockSupport.unpark(t);
                }
                WaitNode next = q.next;
                if (next == null)
                    break;
                q.next = null; // unlink to help gc
                q = next;
            }
            break;
        }
    }

    done();

    callable = null;        // to reduce footprint
}