京东一面:说说 CompletableFuture 的实现原理和使用场景?我懵了。。(2)

简介: 京东一面:说说 CompletableFuture 的实现原理和使用场景?我懵了。。(2)
thenAcceptAsync方法
public CompletableFuture<Void> thenAcceptAsync(Consumer<? super T> action) {  
    return uniAcceptStage(asyncPool, action);  
}  
private CompletableFuture<Void> uniAcceptStage(Executor e,  
                                               Consumer<? super T> f) {  
    if (f == null) throw new NullPointerException();  
    CompletableFuture<Void> d = new CompletableFuture<Void>();  
    if (e != null || !d.uniAccept(this, f, null)) {  
        # 1  
        UniAccept<T> c = new UniAccept<T>(e, d, this, f);  
        push(c);  
        c.tryFire(SYNC);  
    }  
    return d;  
}  


上面提到过。thenAcceptAsync是用来消费CompletableFuture的。该方法调用uniAcceptStage。


uniAcceptStage逻辑:

  1. 构造一个CompletableFuture,主要是为了链式调用。
  2. 如果为异步任务,直接返回。因为源任务结束后会触发异步线程执行对应逻辑。
  3. 如果为同步任务(e==null),会调用d.uniAccept方法。这个方法在这里逻辑:如果源任务完成,调用f,返回true。否则进入if代码块(Mark 1)。
  4. 如果是异步任务直接进入if(Mark 1)。


Mark1逻辑:

  1. 构造一个UniAccept,将其push入栈。这里通过CAS实现乐观锁实现。
  2. 调用c.tryFire方法。
final CompletableFuture<Void> tryFire(int mode) {  
    CompletableFuture<Void> d; CompletableFuture<T> a;  
    if ((d = dep) == null ||  
        !d.uniAccept(a = src, fn, mode > 0 ? null : this))  
        return null;  
    dep = null; src = null; fn = null;  
    return d.postFire(a, mode);  
}  
  1. 会调用d.uniAccept方法。其实该方法判断源任务是否完成,如果完成则执行依赖任务,否则返回false。
  2. 如果依赖任务已经执行,调用d.postFire,主要就是Fire的后续处理。根据不同模式逻辑不同。



这里简单说一下,其实mode有同步异步,和迭代。迭代为了避免无限递归。

这里强调一下d.uniAccept方法的第三个参数。


如果是异步调用(mode>0),传入null。否则传入this。

区别看下面代码。c不为null会调用c.claim方法。


try {  
    if (c != null && !c.claim())  
        return false;  
    @SuppressWarnings("unchecked") S s = (S) r;  
    f.accept(s);  
    completeNull();  
} catch (Throwable ex) {  
    completeThrowable(ex);  
}  
final boolean claim() {  
    Executor e = executor;  
    if (compareAndSetForkJoinTaskTag((short)0, (short)1)) {  
        if (e == null)  
            return true;  
        executor = null; // disable  
        e.execute(this);  
    }  
    return false;  
}  


claim方法是逻辑:

  • 如果异步线程为null。说明同步,那么直接返回true。最后上层函数会调用f.accept(s)同步执行任务。
  • 如果异步线程不为null,那么使用异步线程去执行this。


this的run任务如下。也就是在异步线程同步调用tryFire方法。达到其被异步线程执行的目的。

public final void run(){   
   tryFire(ASYNC);   
}  


看完上面的逻辑,我们基本理解依赖任务的逻辑。


其实就是先判断源任务是否完成,如果完成,直接在对应线程执行以来任务(如果是同步,则在当前线程处理,否则在异步线程处理)


如果任务没有完成,直接返回,因为等任务完成之后会通过postComplete去触发调用依赖任务。


postComplete方法
final void postComplete() {  
    /*  
     * On each step, variable f holds current dependents to pop  
     * and run.  It is extended along only one path at a time,  
     * pushing others to avoid unbounded recursion.  
     */  
    CompletableFuture<?> f = this; Completion h;  
    while ((h = f.stack) != null ||  
           (f != this && (h = (f = this).stack) != null)) {  
        CompletableFuture<?> d; Completion t;  
        if (f.casStack(h, t = h.next)) {  
            if (t != null) {  
                if (f != this) {  
                    pushStack(h);  
                    continue;  
                }  
                h.next = null;    // detach  
            }  
            f = (d = h.tryFire(NESTED)) == null ? this : d;  
        }  
    }  
}  


在源任务完成之后会调用。


其实逻辑很简单,就是迭代堆栈的依赖任务。调用h.tryFire方法。NESTED就是为了避免递归死循环。因为FirePost会调用postComplete。如果是NESTED,则不调用。


堆栈的内容其实就是在依赖任务创建的时候加入进去的。上面我们已经提到过。


4.总结

基本上述源码已经分析了逻辑。

因为涉及异步等操作,我们需要理一下(这里针对全异步任务):

  1. 创建CompletableFuture成功之后会通过异步线程去执行对应任务。
  2. 如果CompletableFuture还有依赖任务(异步),会将任务加入到CompletableFuture的堆栈保存起来。以供后续完成后执行依赖任务。


当然,创建依赖任务并不只是将其加入堆栈。如果源任务在创建依赖任务的时候已经执行完成,那么当前线程会触发依赖任务的异步线程直接处理依赖任务。并且会告诉堆栈其他的依赖任务源任务已经完成。


主要是考虑代码的复用。所以逻辑相对难理解。

postComplete方法会被源任务线程执行完源任务后调用。同样也可能被依赖任务线程后调用。


执行依赖任务的方法主要就是靠tryFire方法。因为这个方法可能会被多种不同类型线程触发,所以逻辑也绕一点。(其他依赖任务线程、源任务线程、当前依赖任务线程)


  • 如果是当前依赖任务线程,那么会执行依赖任务,并且会通知其他依赖任务。
  • 如果是源任务线程,和其他依赖任务线程,则将任务转换给依赖线程去执行。不需要通知其他依赖任务,避免死递归。


不得不说Doug Lea的编码,真的是艺术。代码的复用性全体现在逻辑上了。

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