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  • ForkJoin全解2:forkjoin实际工作流程与实现

    1、相关概念解释
     

    1.1 “内部”和外部
     

    当一个操作是在非ForkjoinThread的线程中进行的,则称该操作为外部操作。比如我们前面执行pool.invoke,invoke内又执行externalPush。由于invoke是在非ForkjoinThread线程中进行的(这里是在main线程中进行),所以是一个外部操作,调用的是externalPush。之后task的执行是通过ForkJoinThread来执行的,所以task中的fork就是内部操作,调用的是push,把任务提交到工作队列。其实fork的实现是类似下面这样的:

    if(Thread.currentThread() instanceof ForkJoinThread){
             push(this)

    }else{
             externaPush(this)

    }

    即fork会根据执行自身的线程是否是ForkJoinThread的实例来判断是处于外部还是内部。那为何要区分内外部?

    任何线程都可以使用ForkJoin框架,但是对于非ForkJoinThread的线程,它到底是怎样的,ForkJoin无法控制,也无法对其优化。因此区分出内外部,这样方便ForkJoin框架对任务的执行进行控制和优化

    1.2 Worker
    从之前的叙述中,我们很可能会把线程跟worker等同起来,所以这里要明确指出两者是不同的。forkjoin框架中,worker更确切的指的是有owner的workQueue。forkjoin中,通过externalPush创建的workQueue是没有owner的。

    总之,不是所有workQueue都有owner,而有owner的workQueue就是worker。

    2、整体工作流程图


    3、关键属性解释
    3.1 pool的config属性
    config是int类型的,其高16位存储mode,低16位存储你指定的并发度。mode有2个值:LIFO_QUEUE = 0,即高16位为0;以及FIFO_QUEUE  = 1 << 16,即高16位为1。mode主要用于控制用什么方法来获取任务,如果是先进先出,则用poll方法获取任务,如果是后进先出则用pop获取任务。源码示例:

    (config & FIFO_QUEUE) == 0 ? pop() : poll();

    当你new ForkJoinPool时,可以指定你要的并发度(parallelism),这个并发度将存储在config的低16位中。

    3.2 workQueues属性
    workQueues是pool的属性,它是WorkQueue类型的数组。externalPush和externalSubmit所创建的workQueue没有owner(即不是worker),且会被放到workQueues的偶数位置;而createWorker创建的workQueue(即worker)有owner,且会被放到workQueues的奇数位置。

    3.3 workQueue的config属性
    这是WorkQueue的config,高16位跟pool的config值保持一致,而低16位则是workQueue在workQueues数组的位置。

    从workQueues属性的介绍中,我们知道,不是所有workQueue都有worker,没有worker的workQueue称为公共队列(shared queue),config的第32位就是用来判断是否是公共队列的。在externalSubmit创建工作队列时,有:

    q.config = k | SHARED_QUEUE;

    其中q是新创建的workQueue,k就是q在workQueues数组中的位置,SHARED_QUEUE=1<<31,注意这里config没有保留mode的信息。

    而在registerWorker中,则是这样给workQueue的config赋值的:

    w.config = i | mode;

    w是新创建的workQueue,i是其在workQueues数组中的位置,没有设置SHARED_QUEUE标记位

    3.4 scanstate属性
    scanState是workQueue的属性,是int类型的。scanState的低16位可以用来定位当前worker处于workQueues数组的哪个位置。每个worker在被创建时会在其构造函数中调用pool的registerWorker,而registerWorker会给scanState赋一个初始值,这个值是奇数,因为worker是由createWorker创建,并会被放到WorkQueues的奇数位置,而createWorker创建worker时会调用registerWorker。

    简言之,worker的scanState初始值是奇数,非worker的scanstate初始值=INACTIVE=1<<31,小于0(非worker的workQueue在externalSubmit中创建)。

    当每次调用signalWork(或tryRelease)唤醒worker时,worker的高16位就会加1

    另外,scanState<0表示worker未激活,当worker调用runtask执行任务时,scanState会被置为偶数,即设置scanState的最右边一位为0。

    3.5 pool的ctl属性
    pool中ctl是long类型的,主要作用有2点:

    存储worker数目与目标并发度的关系
    存储休眠的worker
    ctl是64位的,每16位就是一个子属性,从高位到低位,4个子属性如下:

    AC:最高的16位,值为活跃的worker数减去目标并行度
    TC:AC之后的的6位,值为总的worker数减去目标并行度。所以,如果TC<0,表示worker数小于目标并行度,此时就要添加worker了。换言之,最高位可用来表示worker数是否足够,如果是1表示worker数不足够,要添加worker。ForkJoinPool专门定义一个变量ADD_WORKER=1<<47来表示TC的最高位
    SS:等待队列中,最顶部的线程的版本数
    ID:在无锁栈中等待的线程的poolIndex
    其中低32位又称为SP(其实是工作队列的stackPred属性的简写),高32位称为UC。那么ctl是如何存储休眠的worker以及如何唤醒worker的?

    3.6 ctl,stackPred,与scanState实现worker休眠栈
     

    worker休眠时,是这样存储的

    int ctlHigh32=ctl >>>32;

    int ctlLow32=(int)ctl;

    ctl=ctlHigh32+worker.scanState

    worker.preStack=ctlLow32

    worker的唤醒类似这样:

    for(worker : pool.workQueues){
             if(worker.scanState==(int)ctl){
                      唤醒worker

                      worker.scanState的高16位加1

                      ctl的低32位=worker.preStack

                      退出循环

    }

    }

    在worker休眠的4行伪码中,让ctl的低32位的值变为worker.scanState,这样下次就可以通过scanState唤醒该worker。唤醒该worker时,把该worker的preStack设置为ctl低32位的值,这样下下次唤醒的worker就是scanState等于该preStack的worker。

    这里通过preStack保存下一个worker,这个worker比当前worker更早地在等待,所以形成一个后进先出的栈。

    3.7 ctl,stackPred,与scanState实现worker休眠栈
    runState是int类型的值,控制整个pool的运行状态和生命周期,有下面几个值(可以好几个值同时存在):

    RSLOCK     = 1;

    RSIGNAL    = 1 << 1;

    STARTED    = 1 << 2;

    STOP       = 1 << 29;

    TERMINATED = 1 << 30;

    SHUTDOWN   = 1 << 31;

    如果runState值为0,表示pool尚未初始化。

    RSLOCK表示锁定pool,当添加worker和pool终止时,就要使用RSLOCK锁定整个pool。如果由于runState被锁定,导致其他操作等待runState解锁(通常用wait进行等待),当runState设置了RSIGNAL,表示runState解锁,并通知(notifyAll)等待的操作。

    剩下4个值都跟runState生命周期有关,都可以顾名思义:

    当需要停止时,设置runState的STOP值,表示准备关闭,这样其他操作看到这个标记位,就不会继续操作,比如tryAddWorker看到STOP就不会再创建worker:

    if(!stop){
             createWorker()

    }

    而tryTerminate对这些生命周期状态的处理则是这样的:

    首先设置runState的SHUTDOWN,这样isShutdown等方法可以使用这个状态。然后判断查看是否设置了stop,如果否,则会通过信息worker等方式加快任务的执行,让任务尽快执行完毕,如果是则不会这样。之后开始终止pool,最后设置runState为TERMINATED。

    要修改runState值,需要先调用lockRunstate,锁定runstate。lockRunstate是线程安全的,如果锁定失败,线程会调用wait等待。如果锁定成功,则使用unLockRunstate(oldRunstate,newRunstate),修改runstate值。unLockRunstate执行成功会调用notify唤醒那些在lockRunstate中等待的线程。

    3.8 ctl,stackPred,与scanState实现worker休眠栈
    当前top和base的初始值为 INITIAL_QUEUE_CAPACITY >>>1= (1 << 13)>>>1 = 8192/2。然后push一个task之后,top+=1,也就是说,top对应的位置是没有task的,最近push进来的task在top-1的位置。而base的位置则能对应到task,base对应最先放进队列的task,top-1对应最后放进队列的task。

    3.9 workQueue的qlock
    qlock值含义:1: locked, < 0: terminate; else 0

    即当qlock值位0时,可以正常操作,值=1时,表示锁定

    4、相关算法解释
    4.1 求偶算法
    int SQMASK=0x007e,则任何整数跟SQMASK位与后,得到的数就是偶数。

    证明:

    注意这里化为二进制是0111 1110,尤其注意最右边第一位是0,任何数跟最右边第一位是0的数位与后,得到的数就是偶数,因为位与之后,第一位就是0,比如s=A&SQMASK,A可以是任意整数,然后把s按二进制进行多项式展开,则有s=2^n1+2^n2 ……+2^nn,这里n≥1,所以s可以被2整除,即s是偶数。

    所以一个数是奇数还是偶数,看其最右边第一位即可。

    4.2 workQueue的hint属性与“奇数自加散列”算法
    我们知道workQueue有externalPush创建的和createWorker创建的worker,两种方式创建的workQueue,其放置到workQueues的位置是不同的,前者放到workQueue的偶数位置,而后者则放到奇数位置。不同workQueue找到自己在workQueues的位置的算法有点不同。

    下面看一下forkjoin框架获取workQueues中的偶数位置的workQueue的算法:

    int r=ThreadLocalRandom.getProbe()

    int m=workQueues.length-1,这里workQueues.length是2的指数幂

    int SQMASK=0x007e

    workQueue=workQueues[m & r & SQMASK]

    这样就能获取workQueues的偶数位置的workQueue。m保证m & r & SQMASK这整个运算结果不会超出workQueues的下标,SQMASK保证取到的是偶数位置的workQueue。这里有一个有趣的现象,假设0到workQueues.length-1之间有n个偶数,m & r & SQMASK每次都能取到其中一个偶数,而且连续n次取到的偶数不会出现重复值,散列性非常好。而且是循环的,即1到n次取n个不同偶数,n+1到2n也是取n次不同偶数,此时n个偶数每个都被重新取一次。下面分析下r值有什么秘密,为何能保证这样的散列性

    ThreadLocalRandom内有一常量PROBE_INCREMENT = 0x9e3779b9,以及一个静态的probeGenerator =new AtomicInteger() ,然后每个线程的probe= probeGenerator.addAndGet(PROBE_INCREMENT)所以第一个线程的probe值是0x9e3779b9,第二个线程的值就是0x9e3779b9+0x9e3779b9,第三个线程的值就是0x9e3779b9+0x9e3779b9+0x9e3779b9以此类推,整个值是线性的,可以用y=kx表示,其中k=0x9e3779b9,x表示第几个线程。这样每个线程的probe可以保证不一样,而且具有很好的离散性。

    实际上,可以不用0x9e3779b9这个值,用任意一个奇数都是可以的,比如1。如果用1的话,probe+=1,这样每个线程的probe就都是不同的,而且具有很好的离散性。也就是说,假设有限制条件probe<n,超过n则产生溢出。则probe自加n次后才会开始出现重复值,n次前probe每次自加的值都不同。实际上用任意一个奇数,都可以保证probe自加n次后才会开始出现重复值,有兴趣可看本文最后附录部分。由于奇数的离散性,所以只要线程数小于m或者SQMASK两者中的最小值,则每个线程都能唯一地占据一个ws中的一个位置

    externalPush等外部操作创建的workQueue:使用上面介绍的方法来获取偶数
    createWorker:与externalPush不同的是,pool内部有一个静态常量SEED_INCREMENT=0x9e3779b9,以及一个普通属性indexSeed=0
    int r=indexSeed += SEED_INCREMENT,所以获取的值跟externalPush是差不多的

    无论哪种方式,最终都是workQueue.hint=r,即workQueue.hint的值就是用来定位workQueue所用的r。

    5、任务提交
    5.1 externalPush
    根据执行任务提交的线程不同

    示例中,forkJoinPool.invoke(task)是把任务放入工作队列,并等待任务执行。源码如下:

    public <T> T invoke(ForkJoinTask<T> task) {
        if (task == null)
            throw new NullPointerException();
        externalPush(task);
        return task.join();
    }
    这里externalPush负责任务提交,externalPush源码如下:

    final void externalPush(ForkJoinTask<?> task) {
        WorkQueue[] ws; WorkQueue q; int m;
        int r = ThreadLocalRandom.getProbe();

    // runState有如下状态值:

    // RSLOCK     = 1;

    // RSIGNAL    = 1 << 1;

    // STARTED    = 1 << 2;

    // STOP       = 1 << 29;

    // TERMINATED = 1 << 30;

    // SHUTDOWN   = 1 << 31;

    //如果runstate为0,表示无状态,即当前没有其他线程在执行其他操作,比如锁定线程池,终止线程池等,小于0

    //表示处于SHUTDOWN状态

    int rs = runState;

    // workQueues!=null说明已经初始化过
        if ((ws = workQueues) != null && (m = (ws.length - 1)) >= 0 &&

        //q = ws[m & r & SQMASK]就是取ws中的偶数的队列。另外m的值也要注意,m= ws.length - 1,

        //ws数组长度需要是2的指数幂,这样m的值有效位就都是1,比如假设ws长度是8,则m=7,7的二进制有效位是

        //0111,注意后面三位全是1。因此保证ws长度是2的指数幂可以让m的有效位都是1,从而位与的结果基本由r决

        //定,而m的作用就是用来限制位与后的结果不会超过m。

            (q = ws[m & r & SQMASK]) != null && r != 0

            //rs>0说明线程池在运行中,如果处于0,说明线程池还未初始化

            && rs > 0 &&

            //实现无锁锁定,跟锁不同的是,执行CAS失败的线程无法进入if内部,而是直接跳过if,执行if之外的代码

           U.compareAndSwapInt(q, QLOCK, 0, 1)) {
            ForkJoinTask<?>[] a; int am, n, s;
            if ((a = q.array) != null && (am = a.length - 1) > (n = (s = q.top) - q.base)) {
                int j = ((am & s) << ASHIFT) + ABASE;
                U.putOrderedObject(a, j, task);
                U.putOrderedInt(q, QTOP, s + 1);

           //解锁。因为前面锁定了代码,所以这里必须解锁
                U.putIntVolatile(q, QLOCK, 0);

           //n <= 1说明此队列任务之前被处理完毕,处理此队列任务的线程可能处于等待状态,故可能需要将这些线程唤

           //醒。如果这些线程已经终结,则要看当前活动线程数是否足够,不足则需要添加线程
                if (n <= 1)
                    signalWork(ws, q);
                return;
            }

        //解锁
            U.compareAndSwapInt(q, QLOCK, 1, 0);
        }
        externalSubmit(task);
    }
    5.2 externalSubmit
    externalSubmit是externalPush的完整版本,从externalPush源码中可以看到,它把很多“疑难杂症”都交给externalSubmit处理,自己仅处理简单的情况。前面externalPush中的第一个if有这样一个条件:&&U.compareAndSwapInt(q, QLOCK, 0, 1),如果执行CAS失败,难道就要把任务抛弃?显然不是,所以看一下externalSubmit是怎么处理这种情况的。

    从externalPush的注释中,我们知道每个线程有自己的probe,通过probe,每个线程跟一个队列绑定。externalSubmit的策略比较简单,就是之前在externalPush中由于执行CAS失败而无法push的任务,在externalSubmit再执行一次CAS,如果成功则把任务放入线程对应的队列,如果失败说明该队列比较繁忙,所以externalSubmit就给该线程换一个probe,从而给该线程换一个队列。显然,这个过程是循环的,即每次执行CAS失败externalSubmit就会给该线程换一个队列,直到执行CAS成功为止。

    private void externalSubmit(ForkJoinTask<?> task) {

        int r;                                    // initialize caller's probe

        if ((r = ThreadLocalRandom.getProbe()) == 0) {

            ThreadLocalRandom.localInit();

            r = ThreadLocalRandom.getProbe();

        }

        for (;;) {

            WorkQueue[] ws; WorkQueue q; int rs, m, k;

            boolean move = false;

           // runstate小于0,此时runState对应的状态是terminate

            if ((rs = runState) < 0) {

                tryTerminate(false, false);     // help terminate

                throw new RejectedExecutionException();

            }

           // 如果runState的STARTED对应的位是0,表示pool未启动,所以要进行初始化,并启动它

            else if ((rs & STARTED) == 0 ||    

                     ((ws = workQueues) == null || (m = ws.length - 1) < 0)) {

                int ns = 0;

                rs = lockRunState();

                try {

                    if ((rs & STARTED) == 0) {

                        U.compareAndSwapObject(this, STEALCOUNTER, null,

                                               new AtomicLong());

                        // workQueues的 array的大小必须是2的指数幂

                        int p = config & SMASK; // ensure at least 2 slots

                        int n = (p > 1) ? p - 1 : 1;

                      // 这一堆让人眼花缭乱的位移操作,是保证从n的最左边的1开始,一直到最右边的所有位都是1

                      //举个例子,假设n的二进制为0000 0000 1000 0000,则n |= n >>> 1后,n变为

    //0000 0000 1100 0000,注意原先的1后面一位变成了1,n |= n >>> 2后,变为

    //0000 0000 1111 0000,注意,原先2个1,然后这2个1后面多了2个1。以此类推,n |= n >>> 4

    //则让n的最右边的1的后面4位变为1,即n变为了0000 0000 1111 1111。剩下的操作就没任何效果了

    //因为后面没有位数了。之后再加1,得到的数就是2的指数幂。

                        n |= n >>> 1; n |= n >>> 2;  n |= n >>> 4;

                        n |= n >>> 8; n |= n >>> 16; n = (n + 1) << 1;

                        workQueues = new WorkQueue[n];

                        ns = STARTED;

                    }

                } finally {

                    unlockRunState(rs, (rs & ~RSLOCK) | ns);

                }

            }

           //externalPush中,由于CAS失败而提交失败的任务,在这里会被再次提交进去

            else if ((q = ws[k = r & m & SQMASK]) != null) {

                if (q.qlock == 0 && U.compareAndSwapInt(q, QLOCK, 0, 1)) {

                    ForkJoinTask<?>[] a = q.array;

                    int s = q.top;

                    boolean submitted = false; // initial submission or resizing

                    try {                      // locked version of push

                        if ((a != null && a.length > s + 1 - q.base) ||

                            (a = q.growArray()) != null) {

                            int j = (((a.length - 1) & s) << ASHIFT) + ABASE;

                            U.putOrderedObject(a, j, task);

                            U.putOrderedInt(q, QTOP, s + 1);

                            submitted = true;

                        }

                    } finally {

                        U.compareAndSwapInt(q, QLOCK, 1, 0);

                    }

                    if (submitted) {

                        signalWork(ws, q);

                        return;

                    }

                }

                move = true;                   // move on failure

            }

           //创建新队列

            else if (((rs = runState) & RSLOCK) == 0) {

                q = new WorkQueue(this, null);

                q.hint = r;

                q.config = k | SHARED_QUEUE;

                q.scanState = INACTIVE;

                rs = lockRunState();           // publish index

                if (rs > 0 &&  (ws = workQueues) != null &&

                    k < ws.length && ws[k] == null)

                    ws[k] = q;                 // else terminated

                unlockRunState(rs, rs & ~RSLOCK);

            }

            else

                move = true;                   // move if busy

            if (move)

                r = ThreadLocalRandom.advanceProbe(r);

        }

    }
    5.3 任务提交中用到的同步机制
    externalSubmit和externalPush都使用一个CAS操作来保证同步:

    U.compareAndSwapInt(q, QLOCK, 0, 1)

    其实forkjoinPool内workQueues数组已经设置的比较大了,为2^16=65536,外部线程对任务的提交只用到其中的偶数部分,但也有32768。通常线程数上百已经算比较多的了,但是相对于32786而言,还是比较小的,所以会发生冲突的几率就很小。这也是为何使用CAS来简单地保证同步的原因。

    6、创建和唤醒worker
    6.1 唤醒和创建worker:signalWork
    final void signalWork(WorkQueue[] ws, WorkQueue q) {
    long c; int sp, i; WorkQueue v; Thread p;
    // ctl<0表示活跃worker少于目标并行度
    while ((c = ctl) < 0L) {
    //为0表示没有正在等待的worker,即没有空闲worker
    if ((sp = (int)c) == 0) {
    // 表示总线程数少于目标并发度,需要添加worker
    if ((c & ADD_WORKER) != 0L)
    tryAddWorker(c);
    break;
    }
    // 线程池未开始运行,即未初始化或者已经终止
    if (ws == null)
    break;
    if (ws.length <= (i = sp & SMASK)) // terminated
    break;
    if ((v = ws[i]) == null) // terminating
    break;
    int vs = (sp + SS_SEQ) & ~INACTIVE; // next scanState
    int d = sp - v.scanState; // screen CAS
    long nc = (UC_MASK & (c + AC_UNIT)) | (SP_MASK & v.stackPred);
    if (d == 0 && U.compareAndSwapLong(this, CTL, c, nc)) {
    v.scanState = vs; // activate v
    if ((p = v.parker) != null)
    U.unpark(p);
    break;
    }
    if (q != null && q.base == q.top) // no more work
    break;
    }
    }
    6.2 添加worker:tryAddWorker与createWorker
    tryAddWorker通过createWorker创建worker

    private void tryAddWorker(long c) {
    boolean add = false;
    do {
    //AC和TC加1
    long nc = ((AC_MASK & (c + AC_UNIT)) |
    (TC_MASK & (c + TC_UNIT)));
    if (ctl == c) {
    int rs, stop; // check if terminating
    if ((stop = (rs = lockRunState()) & STOP) == 0)
    add = U.compareAndSwapLong(this, CTL, c, nc);
    unlockRunState(rs, rs & ~RSLOCK);
    if (stop != 0)
    break;
    if (add) {
    createWorker();
    break;
    }
    }
    } while (((c = ctl) & ADD_WORKER) != 0L && (int)c == 0);
    }

    private boolean createWorker() {
    ForkJoinWorkerThreadFactory fac = factory;
    Throwable ex = null;
    ForkJoinWorkerThread wt = null;
    try {
    if (fac != null && (wt = fac.newThread(this)) != null) {
    //这里启动了线程
    wt.start();
    return true;
    }
    } catch (Throwable rex) {
    ex = rex;
    }
    //出现异常,取消注册
    deregisterWorker(wt, ex);
    return false;
    }
    6.3 registerWorker
    registerWorker在ForkJoinThread的构造函数中被调用,这是ForkJoinThread向pool注册自身的一个方法。

    final WorkQueue registerWorker(ForkJoinWorkerThread wt) {
    UncaughtExceptionHandler handler;
    //配置worker为守护worker,所以worker会随main的结束而自动结束
    wt.setDaemon(true); // configure thread
    if ((handler = ueh) != null)
    wt.setUncaughtExceptionHandler(handler);
    WorkQueue w = new WorkQueue(this, wt);
    int i = 0; // assign a pool index
    int mode = config & MODE_MASK;
    int rs = lockRunState();
    try {
    WorkQueue[] ws; int n; // skip if no array
    if ((ws = workQueues) != null && (n = ws.length) > 0) {
    int s = indexSeed += SEED_INCREMENT; // unlikely to collide
    int m = n - 1;
    i = ((s << 1) | 1) & m; // odd-numbered indices
    if (ws[i] != null) { // collision
    int probes = 0; // step by approx half n
    int step = (n <= 4) ? 2 : ((n >>> 1) & EVENMASK) + 2;
    while (ws[i = (i + step) & m] != null) {
    if (++probes >= n) {
    workQueues = ws = Arrays.copyOf(ws, n <<= 1);
    m = n - 1;
    probes = 0;
    }
    }
    }
    w.hint = s; // use as random seed
    w.config = i | mode;
    w.scanState = i; // publication fence
    ws[i] = w;
    }
    } finally {
    unlockRunState(rs, rs & ~RSLOCK);
    }
    wt.setName(workerNamePrefix.concat(Integer.toString(i >>> 1)));
    return w;
    }
    6.3 ForkJoinThread的run
    public void run() {
    if (workQueue.array == null) { // only run once
    Throwable exception = null;
    try {
    onStart();
    //从这里开始,worker开始执行任务
    pool.runWorker(workQueue);
    } catch (Throwable ex) {
    exception = ex;
    } finally {
    try {
    onTermination(exception);
    } catch (Throwable ex) {
    if (exception == null)
    exception = ex;
    } finally {
    pool.deregisterWorker(this, exception);
    }
    }
    }
    }
    7、任务执行
    线程启动后会执行pool的runWorker:

    final void runWorker(WorkQueue w) {
    w.growArray(); // allocate queue
    int seed = w.hint; // initially holds randomization hint
    int r = (seed == 0) ? 1 : seed; // avoid 0 for xorShift
    for (ForkJoinTask<?> t;;) {
    if ((t = scan(w, r)) != null)
    w.runTask(t);
    else if (!awaitWork(w, r))
    break;
    r ^= r << 13; r ^= r >>> 17; r ^= r << 5; // xorshift
    }
    }
    final void runTask(ForkJoinTask<?> task) {
    if (task != null) {
    scanState &= ~SCANNING; // mark as busy
    (currentSteal = task).doExec();
    U.putOrderedObject(this, QCURRENTSTEAL, null); // release for GC
    execLocalTasks();
    ForkJoinWorkerThread thread = owner;
    //这里因为runWorker窃取了一个任务,所以需要++nsteals
    if (++nsteals < 0) // collect on overflow
    transferStealCount(pool);
    scanState |= SCANNING;
    if (thread != null)
    thread.afterTopLevelExec();
    }
    }
    7.1 任务扫描(任务窃取)
    scan的作用是扫描workQueues,窃取一个task,因为worker刚刚创建,所以worker的工作队列是空的,必须从外面扫一个task来执行。如果扫描来的task在被执行时调用了task.fork,生成新的task,则新的task就会被push到这个worker的工作队列。之后worker会执行自身工作队列中的task。当自身工作队列执行完毕,进入下一次循环,再次扫描task。如果扫描不到task,说明worker,多余了,即现有的worker已经足够执行workQueues中的任务了,此时worker应当休眠,在产生新task时,可能会被唤醒。如果workQueues已经没有多余任务可以执行,说明pool要终止了,则应当终止worker。worker应当休眠还是终止,这个逻辑在awaitWork实现,可查看后续章节

    // w是一个worker,r是一个随机种子,用于获取workQueues中的一个workQueue
    private ForkJoinTask<?> scan(WorkQueue w, int r) {
    WorkQueue[] ws; int m;
    if ((ws = workQueues) != null && (m = ws.length - 1) > 0 && w != null) {
    int ss = w.scanState; // initially non-negative
    for (int origin = r & m, k = origin, oldSum = 0, checkSum = 0;;) {
    WorkQueue q; ForkJoinTask<?>[] a; ForkJoinTask<?> t;
    int b, n; long c;
    //如果获取到的队列不为空,开始扫描task
    if ((q = ws[k]) != null) {
    //如果q有task
    if ((n = (b = q.base) - q.top) < 0 &&(a = q.array) != null) { // non-empty
    long i = (((a.length - 1) & b) << ASHIFT) + ABASE;
    //如果能从q获取到task。
    if ((t = ((ForkJoinTask<?>)U.getObjectVolatile(a, i))) != null &&
    //这里q.base == b是保证base不变,如果base变了,说明有另一个线程获取到这个base
    //对应的任务且很可能被执行了,所以如果base变了,获取到的task就无效了
    q.base == b) {
    //如果w是激活的
    if (ss >= 0) {
    //如果CAS失败,说明有其他线程在操作a,此时应换一个队列,即更改r值并执行continue
    //进行新一轮的循环
    if (U.compareAndSwapObject(a, i, t, null)) {
    q.base = b + 1;
    //如果q剩余的任务数大于1,则尝试唤醒或创建worker,加速任务的处理
    if (n < -1) // signal others
    signalWork(ws, q);
    return t;
    }
    }
    // 如果w未激活,但是这时候又能获得task,说明任务可能比较多,现有的活动的worker可能
    //处理不过来,所以尝试激活worker,增加活动的worker
    else if (oldSum == 0 &&
    w.scanState < 0)
    //尝试唤醒休眠的worker或创建worker
    tryRelease(c = ctl, ws[m & (int)c], AC_UNIT);
    }
    //如果获取不到task,且w未激活
    if (ss < 0) // refresh
    //把w.scanState值重新赋予ss,因为这期间可能有其他线程激活了w。
    ss = w.scanState;
    r ^= r << 1; r ^= r >>> 3; r ^= r << 10;
    //origin,scan是从origin对应的位置扫描队列的,即q=workQueues[origin]但是如果
    //队列q竞争比较大,即有多个worker在操作它,则需要换一个队列重新扫描,即执行下面的
    // r ^= r << 1; r ^= r >>> 3; r ^= r << 10;和 origin = k = r & m,continue重新扫描。
    //所以origin对应的队列是非空,且有task,而且竞争度低的队列
    origin = k = r & m; // move and rescan
    oldSum = checkSum = 0;
    continue;
    }
    checkSum += b;
    }
    // 判断是否要讲worker设置为未激活。然后分析下怎样的worker应该设置为失活。首先
    //(k = (k + 1) & m) == origin,要满足这个条件必须保证origin竞争度低,且worker是激活状态
    //由于k每次加1,所以当k==origin,此时说明workQueues中的元素被遍历了一遍。但仍然获取不到task
    if ((k = (k + 1) & m) == origin) { // continue until stable
    //如果worker是激活状态则直接进入if内部把worker设置为失活。注意这里的失活是伪失活,因为
    //仅仅是把当前worker的scanstate设置到ctl,而没有真正让线程休眠。线程设置为失活后,还会继续
    //扫描任务,因为此时还未退出循环。当代码再次来到这里时,此时worker是伪失活状态,且
    //workQueues又被遍历了一遍。这时候判断ss == (ss = w.scanState))就是判断worker有没有
    //被其他线程或者外部线程调用signalWork或者tryRelease进行唤醒。如果满足则判断
    // oldSum == (oldSum = checkSum),这个条件要满足,当前取到的q必须为空,如果q不为空,要么
    // checkSum被更改,导致不相等,要么就进入重新扫描,代码到不了这里。由于伪失活后,循环没有
    //结束,仍然在继续扫描。如果伪失活后,扫到的队列一直非空,说明任务比较多,现有的活动的worker
    //可能处理不过来,所以伪失活worker会继续扫描。如果扫到为空的队列,则退出循环,然后交由
    //awaitWork来真正让worker休眠或者终止worker
    if ((ss >= 0 || (ss == (ss = w.scanState))) &&
    oldSum == (oldSum = checkSum)) {
    if (ss < 0 || w.qlock < 0) // already inactive
    break;
    int ns = ss | INACTIVE; // try to inactivate
    long nc = ((SP_MASK & ns) |
    (UC_MASK & ((c = ctl) - AC_UNIT)));
    w.stackPred = (int)c; // hold prev stack top
    U.putInt(w, QSCANSTATE, ns);
    if (U.compareAndSwapLong(this, CTL, c, nc))
    ss = ns;
    else
    w.scanState = ss; // back out
    }
    //worker伪失活后,重新扫描
    checkSum = 0;
    }
    }
    }
    return null;
    }
    7.2 worker休眠与终结
    如果返回false表示worker需要终结。

    private boolean awaitWork(WorkQueue w, int r) {
    //qlock值的含义:1: locked, < 0: terminate; else 0,所以这里小于0表示终止
    if (w == null || w.qlock < 0) // w is terminating
    return false;
    for (int pred = w.stackPred, spins = SPINS, ss;;) {
    //表示worker被重新激活了,跳出循环返回true
    if ((ss = w.scanState) >= 0)
    break;
    //空转,当前SPINS值为0,表示不空转。空转表示执行的代码啥也不敢,就是拖拖时间,看空转期间相关的状态是否
    //被其他线程更改
    else if (spins > 0) {
    r ^= r << 6; r ^= r >>> 21; r ^= r << 7;
    if (r >= 0 && --spins == 0) { // randomize spins
    WorkQueue v; WorkQueue[] ws; int s, j; AtomicLong sc;
    if (pred != 0 && (ws = workQueues) != null &&
    (j = pred & SMASK) < ws.length &&
    (v = ws[j]) != null && // see if pred parking
    (v.parker == null || v.scanState >= 0))
    spins = SPINS; // continue spinning
    }
    }
    else if (w.qlock < 0) // recheck after spins
    return false;
    else if (!Thread.interrupted()) {
    long c, prevctl, parkTime, deadline;
    int ac = (int)((c = ctl) >> AC_SHIFT) + (config & SMASK);
    //这里由于采用了非阻塞策略,所以tryTerminate中调用Thread.interrupt并不会让当前线程
    //抛出中断异常而终止,所以需要做一下判断
    if ((ac <= 0 && tryTerminate(false, false)) ||
    (runState & STOP) != 0) // pool terminating
    return false;
    //当前没有活跃worker,且当前worker处于worker等待栈的顶部
    if (ac <= 0 && ss == (int)c) { // is last waiter
    prevctl = (UC_MASK & (c + AC_UNIT)) | (SP_MASK & pred);
    int t = (short)(c >>> TC_SHIFT); // shrink excess spares
    //因为当前已经没有活跃线程了,这意味着任务已经执行完毕,且没有调用pool的shutdown关闭
    //pool,所以留下一部分线程,这样当有新任务来时,可以复用这些线程。但是留下的线程也不能太多
    //毕竟目前已经没有要处理的任务了。t>2表示已经预留了足够多的线程了,而使用CAS则是因为CTL有可能
    //被其他线程更改,为何还会有其他线程更改呢?有这几种情况,1是因为其他线程在执行tryTerminate把
    //自己设置为未激活状态,从而让自己处于worker等待栈的顶部,而当前worker则不再处于worker等待栈
    //的顶部,栈中元素得一个一个出才行,不能出栈任意位置的元素,否则会有线程安全问题。另外则是可能
    //“来活了”,即有新任务来了,所以有线程被激活或有新线程被创建。所以必须满足下面if的两个条件才能
    //终止当前worker
    if (t > 2 && U.compareAndSwapLong(this, CTL, c, prevctl))
    return false; // else use timed wait
    parkTime = IDLE_TIMEOUT * ((t >= 0) ? 1 : 1 - t);
    deadline = System.nanoTime() + parkTime - TIMEOUT_SLOP;
    }
    else
    prevctl = parkTime = deadline = 0L;
    Thread wt = Thread.currentThread();
    U.putObject(wt, PARKBLOCKER, this); // emulate LockSupport
    w.parker = wt;
    if (w.scanState < 0 && ctl == c) // recheck before park
    U.park(false, parkTime);
    //如果线程等待了一段时间发现还没有任务要执行,则终止自己,否则线程自动醒来执行任务
    U.putOrderedObject(w, QPARKER, null);
    U.putObject(wt, PARKBLOCKER, null);
    if (w.scanState >= 0)
    break;
    if (parkTime != 0L && ctl == c &&
    deadline - System.nanoTime() <= 0L &&
    U.compareAndSwapLong(this, CTL, c, prevctl))
    return false; // shrink pool
    }
    }
    return true;
    }
    8、任务分割与等待:fork和join
    fork和join是ForkJoinTask的方法,也是整个框架的设计灵魂:fork把任务切分为小任务,join则等待任务结果。

    8.1 fork
    fork的实现异常简单:

    public final ForkJoinTask<V> fork() {
    Thread t;
    if ((t = Thread.currentThread()) instanceof ForkJoinWorkerThread)
    //放到当前worker的workQueue
    ((ForkJoinWorkerThread)t).workQueue.push(this);
    else
    //common是一个静态的,ForkJoinPool实例,不可关闭,所以即使你不new一个ForkJoinPool
    //直接调用fork,此时任务就被提交到common了
    ForkJoinPool.common.externalPush(this);
    return this;
    }
    8.2 join
    public final V join() {
    int s;
    //doJoin是一个等待任务执行完毕的方法,当任务执行完毕就会返回
    //这里虽然等待,但是却并不一定阻塞
    if ((s = doJoin() & DONE_MASK) != NORMAL)
    reportException(s);
    return getRawResult();
    }
    private int doJoin() {
    int s; Thread t; ForkJoinWorkerThread wt; ForkJoinPool.WorkQueue w;


    //status表示任务执行状态,有如下值:
    // static final int NORMAL = 0xf0000000; // 必须为负数
    // static final int CANCELLED = 0xc0000000; // 必须 < NORMAL
    // static final int EXCEPTIONAL = 0x80000000; // 必须 < CANCELLED
    // static final int SIGNAL = 0x00010000; //必须 >= 1 << 16
    //所以status<0表示任务已经完成,或取消,或抛异常,无论怎样,就是任务结束了
    //下面这段代码的意思是,任务是否结束,是则返回,否则看任务执行线程是否是ForkJoinWorkerThread实例
    //否则externalAwaitDone()等待,是则尝试让任务出队并执行,如果不能出队或者执行无法完成,则使用
    // wt.pool.awaitJoin(w, this, 0L)等待。externalAwaitDone()基本就是wait和notify,而awaitJoin
    //就复杂点,需要帮助窃取当前任务的worker(称为stealer)尽快执行任务,即会窃取stealer的任务来执行
    return (s = status) < 0 ? s :
    ((t = Thread.currentThread()) instanceof ForkJoinWorkerThread) ?
    (w = (wt = (ForkJoinWorkerThread)t).workQueue).
    tryUnpush(this) && (s = doExec()) < 0 ? s : //尝试从自身队列中获取当前任务来执行
    wt.pool.awaitJoin(w, this, 0L) :
    externalAwaitDone();
    }


    private int externalAwaitDone() {
    int s = ((this instanceof CountedCompleter) ? // try helping
    ForkJoinPool.common.externalHelpComplete(
    (CountedCompleter<?>)this, 0) :
    ForkJoinPool.common.tryExternalUnpush(this) ? doExec() : 0);
    if (s >= 0 && (s = status) >= 0) {
    boolean interrupted = false;
    do {
    if (U.compareAndSwapInt(this, STATUS, s, s | SIGNAL)) {
    synchronized (this) {
    if (status >= 0) {
    try {
    wait(0L);
    } catch (InterruptedException ie) {
    interrupted = true;
    }
    }
    else
    notifyAll();
    }
    }
    } while ((s = status) >= 0);
    if (interrupted)
    Thread.currentThread().interrupt();
    }
    return s;
    }

    final int awaitJoin(WorkQueue w, ForkJoinTask<?> task, long deadline) {
    int s = 0;
    if (task != null && w != null) {
    // currentJoin这个属性基本仅在这个方法内使用,这里先把currentJoin保存在prevJoin
    //而把当前任务引用赋予currentJoin,所以这里可以看出,任务之间必须是有向无环图,比如任务A和B
    //不能A等待B完成,然后B又等待A完成,这样会造成死锁。不过真遇到这种情况,也有解决方法,就是
    //设置等待超时时间,所以下面的wait即internalWait的等待是有超时时间的
    ForkJoinTask<?> prevJoin = w.currentJoin;
    U.putOrderedObject(w, QCURRENTJOIN, task);
    CountedCompleter<?> cc = (task instanceof CountedCompleter) ?
    (CountedCompleter<?>)task : null;
    for (;;) {
    //如果task完成
    if ((s = task.status) < 0)
    break;
    if (cc != null)
    helpComplete(w, cc, 0);
    //如果当前工作队列没有任务,且task未完成,则task被人窃取了
    else if (w.base == w.top || w.tryRemoveAndExec(task))
    //帮助stealer执行任务,毕竟当前自身队列的任务已经执行完了,所以帮助stealer执行任务,
    //以尽快能够返回
    helpStealer(w, task);
    if ((s = task.status) < 0)
    break;
    long ms, ns;
    if (deadline == 0L)
    ms = 0L;
    else if ((ns = deadline - System.nanoTime()) <= 0L)
    break;
    else if ((ms = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(ns)) <= 0L)
    ms = 1L;
    //尝试增加一个线程作为补偿,因为当前线程准备进入等待,能到达这里,表示
    //任务未完成,且工作队列还有任务
    if (tryCompensate(w)) {
    task.internalWait(ms);
    U.getAndAddLong(this, CTL, AC_UNIT);
    }
    }
    U.putOrderedObject(w, QCURRENTJOIN, prevJoin);
    }
    return s;
    }


    /**
    * 从队列中获取指定task来执行,或其他已经取消的task。此方法仅被awaitJoin使用
    * @return true 如果队列为空,且task不知是否完成时
    */
    final boolean tryRemoveAndExec(ForkJoinTask<?> task) {
    ForkJoinTask<?>[] a; int m, s, b, n;
    if ((a = array) != null && (m = a.length - 1) >= 0 &&
    task != null) {
    while ((n = (s = top) - (b = base)) > 0) {
    for (ForkJoinTask<?> t;;) { // traverse from s to b
    //从top的前一个位置,即第一个元素开始遍历
    long j = ((--s & m) << ASHIFT) + ABASE;
    if ((t = (ForkJoinTask<?>)U.getObject(a, j)) == null)
    //如果获取到的task为空,s+1==top为true,表示当前队列为空,否则非空
    //如果队列非空,说明队列内的元素都遍历过了
    return s + 1 == top; // shorter than expected
    else if (t == task) {
    boolean removed = false;
    if (s + 1 == top) { // pop
    if (U.compareAndSwapObject(a, j, task, null)) {
    U.putOrderedInt(this, QTOP, s);
    removed = true;
    }
    }
    //如果到这里,说明获取的t是在base和top-2之间的。base == b表示任务没有被偷,
    //因为如果此时有任务被偷,可能被偷的任务就是t,所以加一层判断
    else if (base == b) // replace with proxy
    removed = U.compareAndSwapObject(
    a, j, task, new EmptyTask());
    if (removed)
    task.doExec();
    break;
    }
    else if (t.status < 0 && s + 1 == top) {
    if (U.compareAndSwapObject(a, j, t, null))
    U.putOrderedInt(this, QTOP, s);
    break; // was cancelled
    }
    if (--n == 0)
    return false;
    }
    if (task.status < 0)
    return false;
    }
    }
    return true;
    }
    /**
    * 主要帮助stealer执行任务。当执行此方法时当前worker处于join等待子任务执行完毕,但子任务被其他worker
    * 窃取所以一定有一个stealer,可以通过遍历所有worker,看它们的currentSteal是否跟等待的task匹配,如果
    * 匹配的话,该worker就是stealer。然后窃取该stealer的任务来执行。借此加速自身的子任务执行,因为当
    * stealer任务执行完毕,意味着worker当前执行的任务的join将有返回结果。在执行窃取的任务期间,也可能会
    * 产生新的子任务以及发生对子任务的join,这个过程类似这样:
    * 主任务join ->执行窃取的任务,导致生成子任务 -> 子任务join -> 子任务执行后返回
    * 返回过程则反过来
    * 子任务执行后返回-> 子任务join结束并返回->窃取的任务join结束,并返回->主任务join结束
    * 由于每个worker自身就能处理fork产生的子任务,且任务没有循环依赖,所以整个过程不会出现死锁的情况
    * 另外,worker也可能找不到stealer。如果找不到stealer,则表示当前task已经被执行,如果task的状态是
    * 还未执行完毕,则执行这个task的子任务的stealer也肯定处于join,且在窃取任务来执行。而worker则因为
    * 找不到stealer,要么等待,要么空转.整个实现思想是:执行任务,如果有子任务,则join时处理子任务,因为只有
    * 子任务处理完,任务才能完成,所以要先帮助子任务执行。如果子任务被窃取,则找到stealer,帮助stealer执行
    * 从而帮助子任务的执行。但是如果任务被窃取,又找不到stealer,说明子任务正在其他worker上执行,所以当前
    * worker就只能等待或空转了
    */
    private void helpStealer(WorkQueue w, ForkJoinTask<?> task) {
    WorkQueue[] ws = workQueues;
    int oldSum = 0, checkSum, m;
    if (ws != null && (m = ws.length - 1) >= 0 && w != null &&
    task != null) {
    do { // restart point
    checkSum = 0; // for stability check
    ForkJoinTask<?> subtask;
    // j是等待task完成,要进行join的worker,v是task的stealer
    WorkQueue j = w, v;
    descent: for (subtask = task; subtask.status >= 0; ) {
    //这个for是查找窃取subtask的stealer,但无论是否能找到这个worker,最终都会返回v
    for (int h = j.hint | 1, k = 0, i; ; k += 2) {
    if (k > m) // can't find stealer
    break descent;
    if ((v = ws[i = (h + k) & m]) != null) {
    if (v.currentSteal == subtask) {
    j.hint = i;
    break;
    }
    checkSum += v.base;
    }
    }
    //第一轮循环如果能找到stealer,且当前处于join,则窃取stealer的task来执行。
    //第二轮循环,如果stealer处于join,则stealer将窃取stealer的stealer的task来执行
    //第三轮就是处理stealer的stealer,以此类推。
    for (;;) { // help v or descend
    ForkJoinTask<?>[] a; int b;
    checkSum += (b = v.base);
    ForkJoinTask<?> next = v.currentJoin;
    //subtask执行完毕
    if (subtask.status < 0 ||
    //第一轮循环的时候这不可能发生,因为j就是传进来的worker,而subtask就是task
    //但是第二轮的时候,j是stealer,而subtask就是stealer之前的currentjoin,这表示
    //stealer把之前currentJoin的任务执行完了,而这个currentJoin的任务可能是当前task
    //的子任务所以退出循环,看当前task是否已经执行完。而且这个for本来就是帮助stealer
    //在处于join时,窃取别人任务来执行的,现在currentJoin变了,就没有继续的必要
    j.currentJoin != subtask ||
    //找不到stealer。找不到的原因是,上一个for中没找到,或者上一个for中找到了
    //但由于stealer在执行窃取的任务,且这时候也在执行此方法,因此改了currentSteal
    //具体看下面执行窃取任务的部分的代码。无论什么原因,最终都等价于找不到stealer
    v.currentSteal != subtask) // stale
    break descent;
    if (b - v.top >= 0 || (a = v.array) == null) {
    if ((subtask = next) == null)
    break descent;
    j = v;
    break;
    }
    int i = (((a.length - 1) & b) << ASHIFT) + ABASE;
    ForkJoinTask<?> t = ((ForkJoinTask<?>)
    U.getObjectVolatile(a, i));
    //准备执行窃取的任务
    if (v.base == b) {
    if (t == null) // stale
    break descent;
    if (U.compareAndSwapObject(a, i, t, null)) {
    v.base = b + 1;
    ForkJoinTask<?> ps = w.currentSteal;
    int top = w.top;
    do {
    U.putOrderedObject(w, QCURRENTSTEAL, t);
    t.doExec(); // clear local tasks too
    } while (task.status >= 0 &&
    w.top != top &&
    (t = w.pop()) != null);
    U.putOrderedObject(w, QCURRENTSTEAL, ps);
    if (w.base != w.top)
    return; // can't further help
    }
    }
    }
    }
    } while (task.status >= 0 && oldSum != (oldSum = checkSum));
    }
    }
    9、pool终止
    /**
    * Possibly initiates and/or completes termination.
    *
    * @param now 如果true,则无条件终止,否则会等待没有work且没有活动worker时才终止
    * @param enable 表示是否允许关闭,为false表示当runstate为非SHUTDOWN状态时,将不会关闭。若为true,且
    * now为false,则如果发现还有活动的worker或未执行完的任务,则不会关闭
    * @return true 表示正在关闭或者已经关闭
    */
    private boolean tryTerminate(boolean now, boolean enable) {
    int rs;
    if (this == common) // cannot shut down
    return false;
    if ((rs = runState) >= 0) {
    if (!enable)
    return false;
    rs = lockRunState(); // enter SHUTDOWN phase
    unlockRunState(rs, (rs & ~RSLOCK) | SHUTDOWN);
    }
    //这里主要是检测是否有其他线程执行了tryTerminate,并且已经进入stop阶段。因为其他线程也会调用
    //awaitWork并因此调用tryTerminate。如果没有设置STOP,则进入SHUTDOWN阶段。整个终结过程被分为
    // SHUTDOWN和stop两个阶段,SHUTDOWN之后就是stop。SHUTDOWN主要是对剩余任务的处理,如果now为false
    //则SHUTDOWN阶段会尽快把剩余任务执行完毕,否则忽略这些任务进入stop阶段。且设置SHUTDOWN后,pool
    //不再允许外部推送任务。
    if ((rs & STOP) == 0) {
    if (!now) { // check quiescence
    for (long oldSum = 0L;;) { // repeat until stable
    WorkQueue[] ws; WorkQueue w; int m, b; long c;
    long checkSum = ctl;
    if ((int)(checkSum >> AC_SHIFT) + (config & SMASK) > 0)
    return false; // still active workers
    if ((ws = workQueues) == null || (m = ws.length - 1) <= 0)
    break; // check queues
    //遍历队列,如果队列有task,则尝试激活一个worker来执行task
    for (int i = 0; i <= m; ++i) {
    if ((w = ws[i]) != null) {
    if ((b = w.base) != w.top || w.scanState >= 0 ||
    w.currentSteal != null) {
    tryRelease(c = ctl, ws[m & (int)c], AC_UNIT);
    return false; // arrange for recheck
    }
    //如果队列不为空,checksum就会变
    checkSum += b;
    if ((i & 1) == 0)
    w.qlock = -1; // try to disable external
    }
    }
    //如果所有队列都为空,则break。分析下oldSum == (oldSum = checkSum)成立的条件:
    //刚刚开始checksum=ctl,oldSum=0,如果此时ctl=0,条件将成立,但这是不可能的,因为
    //ctl=0,则ctl的SP部分为0,AC为0,TC也为0,但是AC为0表示还有活跃的worker,所以
    //在前面会return false,代码到不了这里。所以第一次到达这里时,条件一定不成立,一定会
    //进行新一轮循环。从第二次循环开始,如果发现不为空的队列,checksum就会改变,再次导致条件
    //不成立。所以当这个条件成立时,意味着至少执行了2次循环,且最后一次循环时,所有队列都为空
    if (oldSum == (oldSum = checkSum))
    break;
    }
    }
    if ((runState & STOP) == 0) {
    rs = lockRunState(); // enter STOP phase
    unlockRunState(rs, (rs & ~RSLOCK) | STOP);
    }
    }
    //pass表示循环执行了几轮,第一轮是0,第二轮pass是1,以此类推。如果没有退出循环,
    //第一轮仅仅是设置所有工作队列的qlock为-1,表示terminate,然后进入第二轮,取消所有队列的任务
    //并尝试激活所有休眠中的worker,然后进入第三轮,中断worker的owner对应的线程。
    //第四轮结束tryTerminate
    int pass = 0; // 3 passes to help terminate
    for (long oldSum = 0L;;) { // or until done or stable
    WorkQueue[] ws; WorkQueue w; ForkJoinWorkerThread wt; int m;
    long checkSum = ctl;
    if ((short)(checkSum >>> TC_SHIFT) + (config & SMASK) <= 0 ||
    (ws = workQueues) == null || (m = ws.length - 1) <= 0) {
    if ((runState & TERMINATED) == 0) {
    rs = lockRunState(); // done
    unlockRunState(rs, (rs & ~RSLOCK) | TERMINATED);
    synchronized (this) { notifyAll(); } // for awaitTermination
    }
    break;
    }

    for (int i = 0; i <= m; ++i) {
    if ((w = ws[i]) != null) {
    checkSum += w.base;
    w.qlock = -1; // try to disable
    if (pass > 0) {
    w.cancelAll(); // clear queue
    if (pass > 1 && (wt = w.owner) != null) {
    if (!wt.isInterrupted()) {
    try { // unblock join
    wt.interrupt();
    } catch (Throwable ignore) {
    }
    }
    if (w.scanState < 0)
    //这里之所以要把线程唤醒,是因为有些很多操作采用非阻塞的策略,所以调用
    // interrupt可能是无法真正中断线程的,故需要将线程唤醒,让其看到中断
    //标记自行终结
    U.unpark(wt); // wake up
    }
    }
    }
    }
    //当前面存在不为空的工作队列时,就会checkSum != oldSum
    if (checkSum != oldSum) { // unstable
    oldSum = checkSum;
    pass = 0;
    }
    else if (pass > 3 && pass > m) // can't further help
    break;
    else if (++pass > 1) { // try to dequeue
    long c; int j = 0, sp; // bound attempts
    while (j++ <= m && (sp = (int)(c = ctl)) != 0)
    tryRelease(c, ws[sp & m], AC_UNIT);
    }
    }
    return true;

    ————————————————
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