FutureTask源码解析

# 1. FutureTask简介
### 1.1 FutureTask概述
FutureTask是Java中并发编程的一个重要类，既可以充当Runnable的实现类，又可以作为Callable的实现类。FutureTask的主要作用是在多线程环境下，进行任务的异步执行和结果的获取。

### 1.2 FutureTask应用场景
FutureTask通常应用于以下两个场景：
- 需要一个异步执行的任务，并且在任务执行完成后需要获取任务的执行结果。
- 需要一个控制多线程并发执行的场景，其中每个线程都需要等待其他线程的执行结果进行进一步操作。

### 1.3 FutureTask与Runnable、Callable的区别
FutureTask与Runnable和Callable之间的主要区别如下：
- Runnable只能执行任务，无法返回任务执行结果；而Callable可以执行任务并返回执行结果。
- FutureTask既可以接收Runnable类型的任务，也可以接收Callable类型的任务。
- FutureTask可以通过get()方法来获取任务执行结果，而Runnable和Callable无法直接获取任务执行结果。

FutureTask在实际开发中的应用非常广泛，特别适用于需要进行异步任务执行和结果获取的场景。在接下来的章节中，我们将深入分析FutureTask的源码以及其线程同步机制等重要内容。

# 2. FutureTask类结构

### 2.1 FutureTask类的成员变量

在Java中，FutureTask类是一个实现了Future接口和Runnable接口的类。它的成员变量有：

- **state：** 表示FutureTask的状态，它使用volatile修饰符来保证线程之间的可见性。
- **outcome：** 表示FutureTask的计算结果，它使用泛型来表示不同类型的结果。
- **callable：** 表示FutureTask的任务，它是Callable的一个实例。
- **runner：** 表示FutureTask的执行者，它是一个包含任务逻辑的Runnable实例。
- **waiters：** 表示等待获取FutureTask结果的线程列表，它是一个链表。

### 2.2 FutureTask类的构造方法

FutureTask类有两个构造方法：

public FutureTask(Callable<V> callable) {
    if (callable == null)
        throw new NullPointerException();

    this.callable = callable;
    this.state = NEW;       // 设置初始状态为NEW
}

public FutureTask(Runnable runnable, V result) {
    this.callable = Executors.callable(runnable, result);  // 将Runnable转换为Callable
    this.state = NEW;       // 设置初始状态为NEW
}

第一个构造方法接收一个Callable的实例作为参数，第二个构造方法接收一个Runnable的实例和一个结果作为参数。在构造方法中，会将传入的任务函数赋值给callable，并将状态设置为NEW。

### 2.3 FutureTask类的内部类与内部接口

FutureTask类还定义了一些内部类和内部接口，用于实现其功能。其中核心的几个内部类和内部接口如下：

- **RunnableFuture接口：** 继承了Runnable和Future接口，是FutureTask类的核心接口。
- **Sync内部类：** 用于实现FutureTask的同步机制，保证线程安全。
- **WaitNode内部类：** 用于表示等待获取结果的线程节点，是一个链表结构。
- **RunnableAdapter内部类：** 将Runnable转换为Callable的适配器。
- **CallableAdapter内部类：** 将Callable转换为Runnable的适配器。

通过这些内部类和内部接口的组合使用，FutureTask实现了对任务的执行和获取结果的功能，并且提供了线程安全的状态转换和同步机制。

# 3. FutureTask源码解析

FutureTask是Java中非常重要的并发工具类之一，通过对FutureTask源码的深入分析，可以更好地理解其内部实现原理和运行机制。在本章中，我们将对Future