Java多线程之ForkJoinPool 分支/合并框架 工作窃取
2020-01-13 20:46
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说明
- 分支–合并框架:把一个大任务,分解并分配给多个线程并行执行,最后对结果进行合并。
工作窃取
ForkJoinPool的底层是工作窃取模式,其作用是:由于对多个任务分解并行处理,如果出现有些线程执行快,有些线程执行慢,在最后合并的时候,快的线程需要等待慢的线程,造成性能下降的问题。因此,执行快的线程会窃取执行慢的线程队列的任务,加入到自己的线程中来,从而提高性能效率。
其他官方解释:相对于一般的线程池实现, fork/join框架的优势体现在对其中包含的任务的处理方式上.在一般的线程池中, 如果一个线程正在执行的任务由于某些原因无法继续运行, 那么该线程会处于等待状态。 而在fork/join框架实现中,如果某个子问题由于等待另外一个子问题的完成而无法继续运行。 那么处理该子问题的线程会主动寻找其他尚未运行的子问题来执行.这种方式减少了线程的等待时间, 提高了性能。
性能比较
import java.time.Duration; import java.time.Instant; import java.util.concurrent.ForkJoinPool; import java.util.concurrent.ForkJoinTask; import java.util.concurrent.RecursiveTask; import java.util.stream.LongStream; class TestForkJoinPool { public static void main(String[] args) { Instant start = Instant.now(); ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(); ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinSumCalculate(0L, 50000000000L); Long sum = pool.invoke(task); System.out.println(sum); Instant end = Instant.now(); System.out.println("耗费时间为:" + Duration.between(start, end).toMillis());//166-1996-10590 } @Test public void test1() { Instant start = Instant.now(); long sum = 0L; for (long i = 0L; i <= 50000000000L; i++) { sum += i; } System.out.println(sum); Instant end = Instant.now(); System.out.println("耗费时间为:" + Duration.between(start, end).toMillis());//35-3142-15704 } //java8 新特性 @Test public void test2() { Instant start = Instant.now(); Long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 50000000000L) .parallel() .reduce(0L, Long::sum); System.out.println(sum); Instant end = Instant.now(); System.out.println("耗费时间为:" + Duration.between(start, end).toMillis());//1536-8118 } } class ForkJoinSumCalculate extends RecursiveTask<Long> { private long start; private long end; //临界值 private static final long THURSHOLD = 10000L; public ForkJoinSumCalculate(long start, long end) { this.start = start; this.end = end; } @Override protected Long compute() { long length = end - start; if (length <= THURSHOLD) { long sum = 0L; for (long i = start; i <= end; i++) { sum += i; } return sum; } else { long middle = (start + end) / 2; ForkJoinSumCalculate left = new ForkJoinSumCalculate(start, middle); left.fork(); //进行拆分,同时压入线程队列 ForkJoinSumCalculate right = new ForkJoinSumCalculate(middle + 1, end); right.fork(); // return left.join() + right.join(); } } }
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