JAVA中的Fork/Join框架

什么是fork/join框架

　　fork/join框架是ExecutorService接口的一个实现，可以帮助开发人员充分利用多核处理器的优势，编写出并行执行的程序，提高应用程序的性能；设计的目的是为了处理那些可以被递归拆分的任务。

　　fork/join框架与其它

ExecutorService

的实现类相似，会给线程池中的线程分发任务，不同之处在于它使用了工作窃取算法，所谓工作窃取，指的是对那些处理完自身任务的线程，会从其它线程窃取任务执行。

　　fork/join框架的核心是

ForkJoinPool

类，该类继承了AbstractExecutorService类。

ForkJoinPool

实现了工作窃取算法并且能够执行 

ForkJoinTask

任务。

基本使用方法

　　在使用fork/join框架之前，我们需要先对任务进行分割，任务分割代码应该跟下面的伪代码类似：

if (任务足够小){
直接执行该任务;
}else{
将任务一分为二;
执行这两个任务并等待结果;
}

　　首先，我们会在ForkJoinTask的子类中封装以上代码，不过一般我们会使用更加具体的ForkJoinTask类型，如 

RecursiveTask

（可以返回一个结果）或

RecursiveAction

。

　　当写好ForkJoinTask的子类后，创建该对象，该对象代表了所有需要完成的任务；然后将这个任务对象传给ForkJoinPool实例的invoke()去执行即可。

Fork-Join框架的实现原理为： 

首先，分割任务，只要任务的粒度超过阀值，就不停地将任务分拆为小任务； 
然后，将分割的任务任务添加到双端队列中，启动线程从双端队列获取任务执行，将执行结果统一放到一个队列中； 
最后，再启动一个线程合并结果队列的值。 
Fork-Join框架涉及的主要类如下： 


 
RecursiveAction：用于没有返回值的任务。 
RecursiveTask：用于需要返回值的任务，通过泛型参数设置计算的返回值类型。 
ForkJoinPool：提供了一系列的submit方法，计算ForkJoinTask(需要实现computer方法)。 

public class CountTaskTmp extends RecursiveTask<Integer>{  

  

    private static final int THRESHOLD = 2;  

      

    private int start;  

      

    private int end;  

      

    public CountTaskTmp(int start, int end) {  

        this.start = start;  

        this.end = end;  

    }  

  

  

    @Override  

    protected Integer compute() {  

        int sum = 0;  

        boolean canCompute = (end - start) <= THRESHOLD;  

        if (canCompute) {  

            for (int i = start; i <= end; i++)  

                sum += i;  

        } else {  

            //如果任务大于阀值，就分裂成两个子任务计算  

            int mid = (start + end) / 2;  

            CountTask leftTask = new CountTask(start, mid);  

            CountTask rightTask = new CountTask(mid+1, end);  

              

            //执行子任务  

            leftTask.fork();  

            rightTask.fork();  

              

            //等待子任务执行完，并得到结果  

            int leftResult = (int)leftTask.join();  

            int rightResult = (int)rightTask.join();  

              

            sum = leftResult + rightResult;  

        }  

          

        return sum;  

    }  

      

  

    public static void main(String[] args) {  

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();  

          

        //生成一个计算资格，负责计算1+2+3+4    

        CountTask task = new CountTask(1, 4);   

        Future<Integer> result = forkJoinPool.submit(task);  

        try {  

            System.out.println(result.get());  

        } catch (Exception e) {  

        }  

    }  

}