《java.util.concurrent 包源码阅读》26 Fork/Join框架之Join
接下来看看调用ForkJoinTask的join方法都发生了什么：
public final V join() { // doJoin方法返回该任务的状态，状态值有三种： // NORMAL, CANCELLED和EXCEPTIONAL // join的等待过程在doJoin方法中进行 if (doJoin() != NORMAL) // reportResult方法针对任务的三种状态有三种处理方式： // NORMAL: 直接返回getRawResult()方法的返回值 // CANCELLED: 抛出CancellationException // EXCEPTIONAL: 如果任务执行过程抛出了异常，则抛出该异常，否则返回getRawResult() return reportResult(); else // getRawResult是抽象方法，由子类来实现 return getRawResult(); }
RecursiveAction和RecursiveTask实现了getRawResult方法。
RecursiveAction用于没有返回值的场合，因此getRawResult方法返回null。
RecursiveTask用于有返回值的场合，因此返回的是抽象方法compute方法的返回值。
接下来继续看join的核心方法doJoin方法：
private int doJoin() { Thread t; ForkJoinWorkerThread w; int s; boolean completed; // 针对ForkJoinWorkerThread调用join的情况 if ((t = Thread.currentThread()) instanceof ForkJoinWorkerThread) { // status值的初始化值是0，在任务没有完成以前一直是非负值 // 因此一旦status的值变成负数，表示任务已经完成，直接返回 if ((s = status) < 0) return s; // 检查当前worker线程的任务栈（因为采用LIFO方式，所有这里称为栈） // 的栈顶的任务是不是当前任务，如果是，从栈中取走该任务并执行 // 然后返回执行之后任务的状态 if ((w = (ForkJoinWorkerThread)t).unpushTask(this)) { try { completed = exec(); } catch (Throwable rex) { return setExceptionalCompletion(rex); } if (completed) return setCompletion(NORMAL); } // 如果不是栈顶任务的情况 return w.joinTask(this); } else // 外部线程等待任务结束的情况 return externalAwaitDone(); }
前面文章中曾经举了几个例子来演示如何实现RecursiveTask的子类。在compute方法中会看到了join方法的调用，也就是ForkJoinWorkerThread调用join的情况。
因此首先来看ForkJoinWorkerThread的joinTask方法的实现：
final int joinTask(ForkJoinTask<?> joinMe) { ForkJoinTask<?> prevJoin = currentJoin; currentJoin = joinMe; for (int s, retries = MAX_HELP;;) { // 当前任务已经完成，返回到前面一个join的任务 if ((s = joinMe.status) < 0) { currentJoin = prevJoin; return s; } // 剩余的尝试次数大于0（MAX_HELP值为16）的情况，继续做尝试 if (retries > 0) { if (queueTop != queueBase) { // 检查当前线程的任务栈，如果任务栈不为空，当前任务处在栈顶位置则 // 执行该任务返回true，否则返回false，直接认为尝试失败 if (!localHelpJoinTask(joinMe)) retries = 0; } // 尝试了最大允许次数的一半 else if (retries == MAX_HELP >>> 1) { --retries; // 检查当前任务是否在某个worker线程的任务队列的队首位置 // 如果是的话，偷走这个任务并且执行掉该任务。tryDeqAndExec // 返回任务的status值，因此大于等于0意味着任务还没有执行结束， // 当前线程让出控制权以便其他线程执行任务 if (tryDeqAndExec(joinMe) >= 0) Thread.yield(); } else // helpJoinTask方法检查当前任务是不是被某个Worker线程偷走了， // 并且是这个线程最新偷走的任务（currentSteal），如果是的话， // 当前线程帮助执行这个任务，这个过程成功则返回true retries = helpJoinTask(joinMe) ? MAX_HELP : retries - 1; } else { // 尝试了最大允许次数还没有成功，重置以便再次尝试 retries = MAX_HELP; // 一轮尝试失败，进入进程池等待任务 pool.tryAwaitJoin(joinMe); } } }
来看一轮尝试失败之后，调用线程池的tryAwaitJoin方法会发生一些什么：
final void tryAwaitJoin(ForkJoinTask<?> joinMe) { int s; // 检查任务是否结束之前先清除当前线程的中断状态
// 因为tryAwaitDone会调用wait可能产生中断异常 Thread.interrupted(); // 任务还在执行的情况，否则执行完成就直接返回 if (joinMe.status >= 0) { // blockedCount加1，把当前线程标记为阻塞 // 成功则返回true，否则返回false if (tryPreBlock()) { // 调用wait方法等待任务完成 joinMe.tryAwaitDone(0L); // blockedCount减1，把当前线程标记为活跃状态 postBlock(); } // 线程处于关闭状态的情况，取消该任务 else if ((ctl & STOP_BIT) != 0L) joinMe.cancelIgnoringExceptions(); } }
最后又回归到了原点，来看task的tryAwaitDone方法：
final void tryAwaitDone(long millis) { int s; try { // status为0，设为1。成功了然后才会用wait等待 if (((s = status) > 0 || (s == 0 && UNSAFE.compareAndSwapInt(this, statusOffset, 0, SIGNAL))) && status > 0) { synchronized (this) { if (status > 0) wait(millis); } } } catch (InterruptedException ie) { // 因为wait被中断了，不能保证任务被正确执行结束，因此调用该方法时要注意 // 检查任务是否已经执行结束了 }
走完了Worker线程内的join的流程，最后来看其他线程join等待发生了什么，来看externalAwaitDone方法：
private int externalAwaitDone() { int s; if ((s = status) >= 0) { boolean interrupted = false; synchronized (this) { // 循环等待直到任务执行结束 while ((s = status) >= 0) { if (s == 0) UNSAFE.compareAndSwapInt(this, statusOffset, 0, SIGNAL); else { try { wait(); } catch (InterruptedException ie) { interrupted = true; } } } } // 清除中断状态 if (interrupted) Thread.currentThread().interrupt(); } return s; }
externalAwaitDone逻辑较为简单，采用循环的方式，使用wait方法等待直到任务执行结束。
既然使用wait方法等待，那么必然在任务执行结束后需要调用notify或者notifyAll的方法，在setCompletion方法找到了：
private int setCompletion(int completion) { for (int s;;) { if ((s = status) < 0) return s; if (UNSAFE.compareAndSwapInt(this, statusOffset, s, completion)) { if (s != 0) synchronized (this) { notifyAll(); } return completion; } } }
到这里把Fork/Join框架简单地讲完了，因为水平所限，遗漏了很多的细节，各位见谅。