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AbstractExecutorService源码分析

AbeJeffrey
 AbeJeffrey
发布于 2017/04/08 20:22
字数 1389
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newTaskFor

AbstractExecutorService是ExecutorService的抽象实现,它为ExecutorService中的执行方法提供了默认实现。ExecutorService的newTaskFor方法返回一个RunnableFuture对象,并通过这个RunnableFuture对象实现了submit、invokeAny 和 invokeAll 方法。下面做详细分析。

    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
        return new FutureTask<T>(runnable, value);
    }

为给定Runnable任务和默认返回值构造一个RunnableFuture。关于RunnableFuture说明可参见Executor框架详解

    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
        return new FutureTask<T>(callable);
    }

为给定Callable任务构造一个RunnableFuture。

submit

    public Future<?> submit(Runnable task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
        execute(ftask);//由子类提供实现
        return ftask;
    }

提交并执行Runnable任务,并返回Future,该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回null。

    public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);
        execute(ftask);
        return ftask;
    }

提交并执行Runnable任务,并返回Future,该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回给定的结果。

   public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
        if (task == null) throw new NullPointerException();
        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
        execute(ftask);
        return ftask;
    }

提交并执行Callable任务,并返回Future,该 Future 的 get 方法在成功完成时将会返回该任务的结果。

invokeAny

执行给定的任务列表,如果某个任务已成功完成(未抛出异常)则立即返回其结果。一旦正常或异常返回后,则取消尚未完成的任务。

   //执行列表中的任务,成功完成一个任务则返回。
   public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException, ExecutionException {
        try {
            return doInvokeAny(tasks, false, 0);
        } catch (TimeoutException cannotHappen) {
            assert false;
            return null;
        }
    }
    //执行列表中的任务,成功完成一个任务或达到超时间隔则返回。
    public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                           long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        return doInvokeAny(tasks, true, unit.toNanos(timeout));
    }

主要机制在doInvokeAny中实现,源码如下:

    private <T> T doInvokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                              boolean timed, long nanos)
        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
        if (tasks == null)
            throw new NullPointerException();
        int ntasks = tasks.size();
        if (ntasks == 0)
            throw new IllegalArgumentException();
        ArrayList<Future<T>> futures = new ArrayList<Future<T>>(ntasks);
        ExecutorCompletionService<T> ecs =
            new ExecutorCompletionService<T>(this);

        try {
            // 用于记录异常,当不能获得任何结果时抛出记录的最后一个异常
            ExecutionException ee = null;
            final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
            Iterator<? extends Callable<T>> it = tasks.iterator();

            // 启动一个任务,再渐进式启动其他任务,然后将任务数量减1,活动数量计1
            futures.add(ecs.submit(it.next()));
            --ntasks;
            int active = 1;

            for (;;) {
                Future<T> f = ecs.poll();//获取队头元素
                if (f == null) {//队列为空
                    if (ntasks > 0) {
                        //当没有任务完成,且任务队列还有任务未执行时,将一直进入此代码块直到提交完所有任务
                        --ntasks;
                        futures.add(ecs.submit(it.next()));
                        ++active;
                    }
                    else if (active == 0)
                        break;
                    else if (timed) {//只有提交完所有任务,且无任务完成时,且超时timed为true
                        f = ecs.poll(nanos, TimeUnit.NANOSECONDS);
                        if (f == null)//等待指定时间还没有任务完成则抛出异常
                            throw new TimeoutException();
                        nanos = deadline - System.nanoTime();
                    }
                    else
                        f = ecs.take();//不需要超时则阻塞直到有任务完成
                }
                if (f != null) {//队列中已有任务执行完成
                    --active;
                    try {
                        return f.get();
                    } catch (ExecutionException eex) {
                        ee = eex;
                    } catch (RuntimeException rex) {
                        ee = new ExecutionException(rex);
                    }
                }
            }

            if (ee == null)//说明没有任务正常执行完成返回结果
                ee = new ExecutionException();
            throw ee;

        } finally {
            for (int i = 0, size = futures.size(); i < size; i++)//取消剩余任务
                    futures.get(i).cancel(true);
        }
    }

doInvokeAny中使用ExecutorCompletionService来管理大量任务执行的结果。我们知道,ExecutorCompletionService内部使用LinkedBlockingQueue作为完成队列,任务执行完后自动将结果Future加入到队列中。关于ExecutorCompletionService的具体实现可参考ExecutorCompletionService源码分析

invokeAll

执行给定的任务列表,当所有任务完成时才返回保持任务状态和结果的 Future 列表。下面是具体实现:

    public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
        throws InterruptedException {
        if (tasks == null)
            throw new NullPointerException();
        List<Future<T>> futures = new ArrayList<Future<T>>(tasks.size());
        boolean done = false;
        try {
            for (Callable<T> t : tasks) {//提交所有任务到线程池中执行
                RunnableFuture<T> f = newTaskFor(t);
                futures.add(f);
                execute(f);
            }
            for (Future<T> f : futures) {
                if (!f.isDone()) {//确保所有任务均已完成
                    try {
                        f.get();//不止需要确保任务完成,且确认是正常完成,异常完成该方法则会抛出异常
                    } catch (CancellationException ignore) {
                    } catch (ExecutionException ignore) {
                    }
                }
            }
            done = true;
            return futures;
        } finally {
            if (!done)//执行异常
                for (Future<T> f : futures)//取消所有正在执行的其他任务
                    f.cancel(true);
        }
    }

该实现不考虑超时,下面的实现将考虑超时,若发生超时则会立即返回。源码如下:

    public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
                                         long timeout, TimeUnit unit)
        throws InterruptedException {
        if (tasks == null)
            throw new NullPointerException();
        long nanos = unit.toNanos(timeout);
        ArrayList<Future<T>> futures = new ArrayList<Future<T>>(tasks.size());
        boolean done = false;
        try {
            for (Callable<T> t : tasks)
                futures.add(newTaskFor(t));

            final long deadline = System.nanoTime() + nanos;
            final int size = futures.size();

            for (int i = 0; i < size; i++) {
                execute((Runnable)futures.get(i));
                nanos = deadline - System.nanoTime();
                if (nanos <= 0L)//提交任务期间发生超时则立即返回
                    return futures;
            }

            for (int i = 0; i < size; i++) {
                Future<T> f = futures.get(i);
                if (!f.isDone()) {
                    if (nanos <= 0L)
                        return futures;
                    try {
                        f.get(nanos, TimeUnit.NANOSECONDS);
                    } catch (CancellationException ignore) {
                    } catch (ExecutionException ignore) {
                    } catch (TimeoutException toe) {//等待结果期间超时
                        return futures;
                    }
                    nanos = deadline - System.nanoTime();
                }
            }
            done = true;
            return futures;
        } finally {
            if (!done)//任务超时或执行异常
                for (int i = 0, size = futures.size(); i < size; i++)//取消正在执行的任务
                    futures.get(i).cancel(true);
        }
    }

综上所述,AbstractExecutorService为ExecutorService提供了默认实现,其主要为submit、invokeAll、invokeAny等方法提供了默认实现。而执行任务的方法execute则需要具体的线程池实现类来完成。如:ThreadPoolExecutor。

欢迎指出本文有误的地方,转载请注明原文出处https://my.oschina.net/7001/blog/875419

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