Fork/Join框架的实现原理
ForkJoinPool由ForkJoinTask数组和ForkJoinWorkerThread数组组成,ForkJoinTask数组负责
将存放程序提交给ForkJoinPool的任务,而ForkJoinWorkerThread数组负责执行这些任务。
(1)ForkJoinTask的fork方法实现原理
当我们调用ForkJoinTask的fork方法时,程序会调用ForkJoinWorkerThread的pushTask方法
异步地执行这个任务,然后立即返回结果。代码如下。
public final ForkJoinTask<V> fork() {
((ForkJoinWorkerThread) Thread.currentThread())
.pushTask(this);
return this;
}
pushTask方法把当前任务存放在ForkJoinTask数组队列里。然后再调用ForkJoinPool的
signalWork()方法唤醒或创建一个工作线程来执行任务。代码如下。
final void pushTask(ForkJoinTask<> t) {
ForkJoinTask<>[] q; int s, m;
if ((q = queue) != null) { // ignore if queue removed
long u = (((s = queueTop) & (m = q.length - 1)) << ASHIFT) + ABASE;
UNSAFE.putOrderedObject(q, u, t);
queueTop = s + 1; // or use putOrderedInt
if ((s -= queueBase) <= 2)
pool.signalWork();
else if (s == m)
growQueue();
}
}
(2)ForkJoinTask的join方法实现原理
Join方法的主要作用是阻塞当前线程并等待获取结果。让我们一起看看ForkJoinTask的join
方法的实现,代码如下。
public final V join() {
if (doJoin() != NORMAL)
return reportResult();
else
return getRawResult();
}
private V reportResult() {
int s; Throwable ex;
if ((s = status) == CANCELLED)
throw new CancellationException();
if (s == EXCEPTIONAL && (ex = getThrowableException()) != null)
UNSAFE.throwException(ex);
return getRawResult();
}
首先,它调用了doJoin()方法,通过doJoin()方法得到当前任务的状态来判断返回什么结
果,任务状态有4种:已完成(NORMAL)、被取消(CANCELLED)、信号(SIGNAL)和出现异常
(EXCEPTIONAL)。
·如果任务状态是已完成,则直接返回任务结果。
·如果任务状态是被取消,则直接抛出CancellationException。
·如果任务状态是抛出异常,则直接抛出对应的异常。
让我们再来分析一下doJoin()方法的实现代码。
private int doJoin() {
Thread t; ForkJoinWorkerThread w; int s; boolean completed;
if ((t = Thread.currentThread()) instanceof ForkJoinWorkerThread) {
if ((s = status) < 0)
return s;
if ((w = (ForkJoinWorkerThread)t).unpushTask(this)) {
try {
completed = exec();
} catch (Throwable rex) {
return setExceptionalCompletion(rex);
}
if (completed)
return setCompletion(NORMAL);
}
return w.joinTask(this);
}
else
return externalAwaitDone();
}
在doJoin()方法里,首先通过查看任务的状态,看任务是否已经执行完成,如果执行完成,
则直接返回任务状态;如果没有执行完,则从任务数组里取出任务并执行。如果任务顺利执行
完成,则设置任务状态为NORMAL,如果出现异常,则记录异常,并将任务状态设置为
EXCEPTIONAL。
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