fork/join框架引发的思考

fork/join框架小demo

/**
 * @Description：jork/join框架demo
 * @Author ：YanDepeng
 * @Date ：Created in 2020/4/14 17:07
 * @Version :
 */
public class MyCountTask extends RecursiveTask {

    // 阈值
    private static final int THRESHOLD = 2;

    private int start;
    private int end;

    public MyCountTask(){}

    public MyCountTask(int start, int end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Integer compute() {
        int sum = 0;
        // 若任务足够小就执行任务，不在分割
        int result;
        boolean canCompute = (end - start) <= THRESHOLD;
        if(canCompute) {
            sum += sum(start, end);
        } else {
            // 如果任务大于阈值，就分割未两个任务计算
            int middle = (start + end) / 2;
            MyCountTask leftTask = new MyCountTask(start, middle);
            MyCountTask rightTask = new MyCountTask(middle + 1, end);
            //执行子任务
            leftTask.fork();
            rightTask.fork();
            // 等待执行完，并等到结果
            int result1 = (int)leftTask.join();
            int result2 = (int)rightTask.join();
            //合并
             sum = result1 + result2;
        }
        return sum;
    }

    /**
     * 求和
     * @param start
     * @param end
     * @return
     */
    private static int sum(int start, int end) {
        Integer reti = Stream.iterate(start, i -> (i + 1)).limit(end - start + 1).reduce((a, b) -> (a + b)).get();
        return reti;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(sum(1,4));
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        MyCountTask myCountTask = new MyCountTask(1, 4);
        ForkJoinTask submit = forkJoinPool.submit(myCountTask);
        try {
            System.out.println(submit.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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();
	}
}

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。

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/depeng414/blog/3234919

标签

abase

Rex

reduce