技术标签: JUC
仔细看了Doug Lea的那篇文章:A Java Fork/Join Framework 中关于Work-Stealing的部分,下面列出该算法的要点(基本是原文的翻译):
1. 每个Worker线程都维护一个任务队列,即ForkJoinWorkerThread中的任务队列。
2. 任务队列是双向队列,这样可以同时实现LIFO和FIFO。
3. 子任务会被加入到原先任务所在Worker线程的任务队列。
4. Worker线程用LIFO的方法取出任务,也就后进队列的任务先取出来(子任务总是后加入队列,但是需要先执行)。
5. Worker线程的任务队列为空,会随机从其他的线程的任务队列中拿走一个任务执行(所谓偷任务:steal work,FIFO的方式)。
6. 如果一个Worker线程遇到了join操作,而这时候正在处理其他任务,会等到这个任务结束。否则直接返回。
7. 如果一个Worker线程偷任务失败,它会用yield或者sleep之类的方法休息一会儿,再尝试偷任务(如果所有线程都是空闲状态,即没有任务运行,那么该线程也会进入阻塞状态等待新任务的到来)。
那么重新回到ForkJoinPool的scan方法
private boolean scan(ForkJoinWorkerThread w, int a) {
// scanGuard是32位的整数,用于worker线程数组的索引
// 第16位称为SG_UNIT,为1表示锁住
// 0到15位是mask
int g = scanGuard;
// parallelism表示并发数,一般指CPU可以同时运行的线程数
// 默认值是Runtime类的availableProcessors方法返回值,表示
// 处理器的数量
// a是活跃的Worker线程的数量,parallelism是大于0的,因此
// 条件parallelism == 1 - a满足意味着parallelism为1而a为0
// 而加上blockedCount为0(意味着没有线程因为join被阻塞),
// 两个条件同时满足也就意味既没有任何线程在运行,那么也就
// 意味着没有任务存在于worker线程,所以m=0也就是没法偷任务
// SMASK=0xffff,g & SMASK返回的值scanGuard的0到15位的数值
int m = (parallelism == 1 - a && blockedCount == 0) ? 0 : g & SMASK;
ForkJoinWorkerThread[] ws = workers;
if (ws == null || ws.length <= m)
return false;
//
for (int r = w.seed, k = r, j = -(m + m); j <= m + m; ++j) {
ForkJoinTask<?> t; ForkJoinTask<?>[] q; int b, i;
// 从线程队列中随机获取一个worker线程
ForkJoinWorkerThread v = ws[k & m];
// 判断Worker线程是否存在以及该线程的任务队列是否有任务
if (v != null && (b = v.queueBase) != v.queueTop &&
(q = v.queue) != null && (i = (q.length - 1) & b) >= 0) {
// 从队列中偷走一个任务
long u = (i << ASHIFT) + ABASE;
if ((t = q[i]) != null && v.queueBase == b &&
UNSAFE.compareAndSwapObject(q, u, t, null)) {
int d = (v.queueBase = b + 1) - v.queueTop;
v.stealHint = w.poolIndex;
// d是偷走一个任务后任务队列的长度
if (d != 0)
signalWork();
w.execTask(t);
}
r ^= r << 13; r ^= r >>> 17; w.seed = r ^ (r << 5);
// false表示扫描到了任务
return false;
}
else if (j < 0) { // 异或移位,更新k
r ^= r << 13; r ^= r >>> 17; k = r ^= r << 5;
}
else
++k;
}
// 如果扫描不到任务,但是scanGuard被更新了,说明有任务的变化
if (scanGuard != g)
return false;
else {
// 从线程池的任务队列中取出任务来执行
ForkJoinTask<?> t; ForkJoinTask<?>[] q; int b, i;
if ((b = queueBase) != queueTop &&
(q = submissionQueue) != null &&
(i = (q.length - 1) & b) >= 0) {
long u = (i << ASHIFT) + ABASE;
if ((t = q[i]) != null && queueBase == b &&
UNSAFE.compareAndSwapObject(q, u, t, null)) {
queueBase = b + 1;
w.execTask(t);
}
return false;
}
return true;
}
}
scan方法的作用就是从其他线程的任务队列中偷任务。
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