Java并发包 Fork/Join框架 ForkJoinTask

ForkJoinTask.png

该类是 ForkJoinPool执行的任务，要使用ForkJoin框架，必须创建 ForkJoinTask任务。该类提供了将任务分割成子任务的方法 fork、等待子任务完成的方法 join，通常情况下，我们将一个大的任务 fork成两个子任务，再通过 join等待子任务完成。 ForkJoinTask是一个抽象类，它有两个子类： RecursiveTask、 RecursiveAction、 CountedCompleter，这三个类也是抽象类。

• RecursiveTask：有返回值的任务
• RecursiveAction：没有返回值的任务
• CountedCompleter：在任务完成执行后会触发执行一个自定义的钩子函数

在实际运用中，我们一般都会继承 RecursiveTask 、RecursiveAction 或 CountedCompleter 来实现我们的业务需求，而不会直接继承 ForkJoinTask 类。

ForkJoinTask 实现了 Future 接口，说明它也是一个可取消的异步运算任务，实际上ForkJoinTask 是 Future 的轻量级实现，主要用在纯粹是计算的函数式任务或者操作完全独立的对象计算任务。fork 是主运行方法，用于异步执行；而 join 方法在任务结果计算完毕之后才会运行，用来合并或返回计算结果。

核心参数

/** 任务运行状态 */
volatile int status; // 任务运行状态（小于0是完成状态）
static final int DONE_MASK   = 0xf0000000;  // 任务完成状态标志位
static final int NORMAL      = 0xf0000000;  // must be negative
static final int CANCELLED   = 0xc0000000;  // must be < NORMAL
static final int EXCEPTIONAL = 0x80000000;  // must be < CANCELLED
static final int SIGNAL      = 0x00010000;  // must be >= 1 << 16 等待信号
static final int SMASK       = 0x0000ffff;  //  低位掩码

任务的状态有四种：

状态	值	说明
NORMAL	0xf0000000	表示任务“正常”完成的状态
CANCELLED	0xc0000000	表示任务“取消”完成的状态
EXCEPTIONAL	0x80000000	表示任务“异常”完成的状态
SIGNAL	0x00010000	信号，有其他任务依赖当前任务，任务结束前，通知其他任务join当前任务的结果。

未完成状态包括初始状态0和SIGNAL

还有两个掩码

标识	值	说明
DONE_MASK	0xf0000000	任务完成状态标志位
SMASK	0x0000ffff	低位掩码，也是最大索引位（非任务状态）

分割子任务fork

public final ForkJoinTask fork() {
    Thread t;
    if ((t = Thread.currentThread()) instanceof ForkJoinWorkerThread)
        /*如果当前线程是ForkJoinWorkerThread，直接把任务push到自己所拥有的队列的top位置。*/
        ((ForkJoinWorkerThread)t).workQueue.push(this);
    else
        /*如果是非工作线程,就是一个提交到Pool的过程。*/
        ForkJoinPool.common.externalPush(this);
    return this;
}

任务执行

final int doExec() {
    int s; boolean completed;
    /*如果任务已经完成了，直接返回任务状态*/
    if ((s = status) >= 0) {
        try {
            /*exec返回任务是否正常完成，exec是一个抽象方法，为了扩展，留给子类实现*/
            completed = exec();
        } catch (Throwable rex) {
            /*如果任务执行过程中出现异常，则设置为异常完成*/
            return setExceptionalCompletion(rex);
        }
        if (completed)
            /*如果任务正常执行完成，把任务状态设置为正常完成*/
            s = setCompletion(NORMAL);
    }
    return s;
}

异常处理

任务执行过程抛出异常时，调用者可以获取该异常，ForkJoinTask并没有直接将异常的任务保存起来，而是保存了异常任务的弱引用，在合适的时候，GC将会回收该异常任务，被回收对象对应的弱引用将会保存在弱引用队列中。

    private static final ExceptionNode[] exceptionTable;
    private static final ReentrantLock exceptionTableLock;
    private static final ReferenceQueue