📜  Java并发-Fork-Join框架

📅  最后修改于: 2020-11-15 03:59:52             🧑  作者: Mango


fork-join框架允许在多个worker上中断某个任务,然后等待结果将它们组合在一起。它在很大程度上利用了多处理器计算机的能力。以下是fork-join框架中使用的核心概念和对象。

叉子

Fork是一个过程,其中任务将自身拆分为较小的独立子任务,这些子任务可以同时执行。

句法

Sum left  = new Sum(array, low, mid);
left.fork();

这里Sum是RecursiveTask的子类,left.fork()将任务拆分为子任务。

加入

联接是一个过程,在该过程中,一旦子任务完成执行,任务就会联接所有子任务的结果,否则它将一直等待。

句法

left.join();

左边是Sum类的对象。

前叉池

它是一个特殊的线程池,旨在与fork-and-join任务拆分一起使用。

句法

ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(4);

这是一个并行度为4个CPU的新ForkJoinPool。

递归动作

RecursiveAction表示不返回任何值的任务。

句法

class Writer extends RecursiveAction {
   @Override
   protected void compute() { }
}

递归任务

RecursiveTask表示一个返回值的任务。

句法

class Sum extends RecursiveTask {
   @Override
   protected Long compute() { return null; }
}

以下TestThread程序显示了在基于线程的环境中Fork-Join框架的用法。

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class TestThread {

   public static void main(final String[] arguments) throws InterruptedException, 
      ExecutionException {
      
      int nThreads = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
      System.out.println(nThreads);
      
      int[] numbers = new int[1000]; 

      for(int i = 0; i < numbers.length; i++) {
         numbers[i] = i;
      }

      ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(nThreads);
      Long result = forkJoinPool.invoke(new Sum(numbers,0,numbers.length));
      System.out.println(result);
   }  

   static class Sum extends RecursiveTask {
      int low;
      int high;
      int[] array;

      Sum(int[] array, int low, int high) {
         this.array = array;
         this.low   = low;
         this.high  = high;
      }

      protected Long compute() {
         
         if(high - low <= 10) {
            long sum = 0;
            
            for(int i = low; i < high; ++i) 
               sum += array[i];
               return sum;
         } else {            
            int mid = low + (high - low) / 2;
            Sum left  = new Sum(array, low, mid);
            Sum right = new Sum(array, mid, high);
            left.fork();
            long rightResult = right.compute();
            long leftResult  = left.join();
            return leftResult + rightResult;
         }
      }
   }
}

这将产生以下结果。

输出

32
499500