Fork/join框架

Fork/join框架概述

就是在必要的情况下，将一个大任务，进行拆分(fork)成若干个小任务（拆到不可再拆时），再将一个个的小任务运算的结果进行 join 汇总。

Fork/Join 框架与传统线程池的区别

采用 “工作窃取”模式（work-stealing）：当执行新的任务时它可以将其拆分分成更小的任务执行，并将小任务加到线程队列中，然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。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。

示例代码

/**
 * 
 */
package com.xnn;

import java.util.concurrent.RecursiveAction;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * 类(接口)描述:
 * @author xnn
 * 2018年10月23日下午10:36:44
 */
public class TestForkJion extends RecursiveTask<Long> {

	private static final long serialVersionUID = 1L;
	//起始值
	private long start;
	//末尾值
	private long end;
	//分割的阈值
	private static final long THRESHOLD=10000;
    
	/**
	 * @param start
	 * @param end
	 */
	public TestForkJion(long start, long end) {
		super();
		this.start = start;
		this.end = end;
	}

	/**
	 * @return the start
	 */
	public long getStart() {
		return start;
	}

	/**
	 * @param start the start to set
	 */
	public void setStart(long start) {
		this.start = start;
	}

	/**
	 * @return the end
	 */
	public long getEnd() {
		return end;
	}

	/**
	 * @param end the end to set
	 */
	public void setEnd(long end) {
		this.end = end;
	}
/**
 * 计算start到end的累加和
 */
	@Override
	protected Long compute() {
		//分割的长度
		long length = end - start;
		//分割的长度小于等于阈值时,不再拆分 直接计算start到end之间对的和，然后进行返回
		if(length<=THRESHOLD) {
			long sum = 0;
			for (long  i = start; i <=end; i++) {
				 sum+=i;
			}
			return sum;
		}
		
		//否则就继续进行拆分，
		else {
			//取出中间值
			long middle = (start+end)/2;
			
			//构造查分后左侧数据的任务类
			TestForkJion left  = new TestForkJion(start,middle);
			
			//拆分子任务，同时压入线程队列
			left.fork();
			
			//构造查分后右侧数据的任务类
			TestForkJion right = new TestForkJion(middle+1, end);
			
			//拆分子任务，同时压入线程队列
			right.fork();
			
			//进行小任务间的join汇总，并返回结果
			return left.join()+right.join(); 	
		}
	} 
}

/**
 * 
 */
package com.xnn;

import java.time.Duration;
import java.time.Instant;
import java.time.LocalTime;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;

import org.junit.Test;

/**
 * 类(接口)描述:
 * @author xnn
 * 2018年10月23日下午11:05:04
 */
public class TestFork {
@Test
public void test() {
	Instant start = Instant.now();
	
	//需要ForkJoinPool支持
	ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
	
	//创建任务
	ForkJoinTask<Long> task = new TestForkJion(1, 100000000000000000l);
	Long sum = forkJoinPool.invoke(task);
	System.out.println(sum);
	Instant end = Instant.now();
	System.out.println(Duration.between(start, end).toMillis());
}
//普通for循环
@Test
public void test1() {
	Instant start = Instant.now();

	long sum = 0;
for (long i = 0; i <=100000000000000000l; i++) {
	sum+=i;
}
System.out.println(sum);
Instant end = Instant.now();
System.out.println(Duration.between(start, end).toMillis());
}
}

运行结果发现在end小于100000000的时候，使用Fork/Join框架运算，并没有普通for循环运算的快，原因是，100000000这个数太小，用Fork/Join框架运算时，需要进行分组，这个需要花时间，这个时间和我们设置的阈值以及j计算的数据大小有关，
还有一个特点是：用Fork/Join框架运算时，CPU的使用率会比平时高很多，甚至能到100%，因为这个框架采用工作-窃取模式，根本不会给CPU喘息的机会。