AbstractExecutorService源码分析

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。

1    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Runnable runnable, T value) {
2        return new FutureTask<T>(runnable, value);
3    }

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。

1    protected <T> RunnableFuture<T> newTaskFor(Callable<T> callable) {
2        return new FutureTask<T>(callable);
3    }

为给定Callable任务构造一个RunnableFuture。

submit

1    public Future<?> submit(Runnable task) {
2        if (task == null) throw new NullPointerException();
3        RunnableFuture<Void> ftask = newTaskFor(task, null);
4        execute(ftask);//由子类提供实现
5        return ftask;
6    }

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。

1    public <T> Future<T> submit(Runnable task, T result) {
2        if (task == null) throw new NullPointerException();
3        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task, result);
4        execute(ftask);
5        return ftask;
6    }

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。

1   public <T> Future<T> submit(Callable<T> task) {
2        if (task == null) throw new NullPointerException();
3        RunnableFuture<T> ftask = newTaskFor(task);
4        execute(ftask);
5        return ftask;
6    }

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。

1   //执行列表中的任务，成功完成一个任务则返回。
2   public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
3        throws InterruptedException, ExecutionException {
4        try {
5            return doInvokeAny(tasks, false, 0);
6        } catch (TimeoutException cannotHappen) {
7            assert false;
8            return null;
9        }
10    }
11    //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。
12    public <T> T invokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
13                           long timeout, TimeUnit unit)
14        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
15        return doInvokeAny(tasks, true, unit.toNanos(timeout));
16    }

主要机制在doInvokeAny中实现，源码如下：

1    private <T> T doInvokeAny(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
2                              boolean timed, long nanos)
3        throws InterruptedException, ExecutionException, TimeoutException {
4        if (tasks == null)
5            throw new NullPointerException();
6        int ntasks = tasks.size();
7        if (ntasks == 0)
8            throw new IllegalArgumentException();
9        ArrayList<Future<T>> futures = new ArrayList<Future<T>>(ntasks);
10        ExecutorCompletionService<T> ecs =
11            new ExecutorCompletionService<T>(this);
12
13        try {
14            // 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
15            ExecutionException ee = null;
16            final long deadline = timed ? System.nanoTime() + nanos : 0L;
17            Iterator<? extends Callable<T>> it = tasks.iterator();
18
19            // 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
20            futures.add(ecs.submit(it.next()));
21            --ntasks;
22            int active = 1;
23
24            for (;;) {
25                Future<T> f = ecs.poll();//获取队头元素
26                if (f == null) {//队列为空
27                    if (ntasks > 0) {
28                        //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
29                        --ntasks;
30                        futures.add(ecs.submit(it.next()));
31                        ++active;
32                    }
33                    else if (active == 0)
34                        break;
35                    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
36                        f = ecs.poll(nanos, TimeUnit.NANOSECONDS);
37                        if (f == null)//等待指定时间还没有任务完成则抛出异常
38                            throw new TimeoutException();
39                        nanos = deadline - System.nanoTime();
40                    }
41                    else
42                        f = ecs.take();//不需要超时则阻塞直到有任务完成
43                }
44                if (f != null) {//队列中已有任务执行完成
45                    --active;
46                    try {
47                        return f.get();
48                    } catch (ExecutionException eex) {
49                        ee = eex;
50                    } catch (RuntimeException rex) {
51                        ee = new ExecutionException(rex);
52                    }
53                }
54            }
55
56            if (ee == null)//说明没有任务正常执行完成返回结果
57                ee = new ExecutionException();
58            throw ee;
59
60        } finally {
61            for (int i = 0, size = futures.size(); i < size; i++)//取消剩余任务
62                    futures.get(i).cancel(true);
63        }
64    }

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：

1    public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks)
2        throws InterruptedException {
3        if (tasks == null)
4            throw new NullPointerException();
5        List<Future<T>> futures = new ArrayList<Future<T>>(tasks.size());
6        boolean done = false;
7        try {
8            for (Callable<T> t : tasks) {//提交所有任务到线程池中执行
9                RunnableFuture<T> f = newTaskFor(t);
10                futures.add(f);
11                execute(f);
12            }
13            for (Future<T> f : futures) {
14                if (!f.isDone()) {//确保所有任务均已完成
15                    try {
16                        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
17                    } catch (CancellationException ignore) {
18                    } catch (ExecutionException ignore) {
19                    }
20                }
21            }
22            done = true;
23            return futures;
24        } finally {
25            if (!done)//执行异常
26                for (Future<T> f : futures)//取消所有正在执行的其他任务
27                    f.cancel(true);
28        }
29    }

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：

1    public <T> List<Future<T>> invokeAll(Collection<? extends Callable<T>> tasks,
2                                         long timeout, TimeUnit unit)
3        throws InterruptedException {
4        if (tasks == null)
5            throw new NullPointerException();
6        long nanos = unit.toNanos(timeout);
7        ArrayList<Future<T>> futures = new ArrayList<Future<T>>(tasks.size());
8        boolean done = false;
9        try {
10            for (Callable<T> t : tasks)
11                futures.add(newTaskFor(t));
12
13            final long deadline = System.nanoTime() + nanos;
14            final int size = futures.size();
15
16            for (int i = 0; i < size; i++) {
17                execute((Runnable)futures.get(i));
18                nanos = deadline - System.nanoTime();
19                if (nanos <= 0L)//提交任务期间发生超时则立即返回
20                    return futures;
21            }
22
23            for (int i = 0; i < size; i++) {
24                Future<T> f = futures.get(i);
25                if (!f.isDone()) {
26                    if (nanos <= 0L)
27                        return futures;
28                    try {
29                        f.get(nanos, TimeUnit.NANOSECONDS);
30                    } catch (CancellationException ignore) {
31                    } catch (ExecutionException ignore) {
32                    } catch (TimeoutException toe) {//等待结果期间超时
33                        return futures;
34                    }
35                    nanos = deadline - System.nanoTime();
36                }
37            }
38            done = true;
39            return futures;
40        } finally {
41            if (!done)//任务超时或执行异常
42                for (int i = 0, size = futures.size(); i < size; i++)//取消正在执行的任务
43                    futures.get(i).cancel(true);
44        }
45    }

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。

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