一、ForkJoin框架
Fork/Join 分叉/结合框架。
1. 什么是ForkJoin框架 适用场景
虽然目前处理器核心数已经发展到很大数目，但是按任务并发处理并不能完全充分的利用处理器资源，因为一般的应用程序没有那么多的并发处理任务。基于这种现状，考虑把一个任务拆分成多个单元，每个单元分别得到执行，最后合并每个单元的结果。
Fork/Join框架是JAVA7提供的一个用于并行执行任务的框架，是一个把大任务分割成若干个小任务，最终汇总每个小任务结果后得到大任务结果的框架。
2.工作窃取算法（work-stealing）
一个大任务拆分成多个小任务，为了减少线程间的竞争，把这些子任务分别放到不同的队列中，并且每个队列都有单独的线程来执行队列里的任务，线程和队列一一对应。
但是会出现这样一种情况：A线程处理完了自己队列的任务，B线程的队列里还有很多任务要处理。
A是一个很热情的线程，想过去帮忙，但是如果两个线程访问同一个队列，会产生竞争，所以A想了一个办法，从双端队列的尾部拿任务执行。而B线程永远是从双端队列的头部拿任务执行。
注意：线程池中的每个线程都有自己的工作队列（PS，这一点和ThreadPoolExecutor不同，ThreadPoolExecutor是所有线程公用一个工作队列，所有线程都从这个工作队列中取任务），当自己队列中的任务都完成以后，会从其它线程的工作队列中偷一个任务执行，这样可以充分利用资源。
工作窃取算法的优点：
利用了线程进行并行计算，减少了线程间的竞争。
工作窃取算法的缺点：
1、如果双端队列中只有一个任务时，线程间会存在竞争。
2、窃取算法消耗了更多的系统资源，如会创建多个线程和多个双端队列。
3.主要类
1、ForkJoinTask：使用该框架，需要创建一个ForkJoin任务，它提供在任务中执行fork和join操作的机制。一般情况下，我们并不需要直接继承ForkJoinTask类，只需要继承它的子类，它的子类有两个：
a、RecursiveAction:用于没有返回结果的任务。
b、RecursiveTask:用于有返回结果的任务。
2、ForkJoinPool：任务ForkJoinTask需要通过ForkJoinPool来执行。
3、ForkJoinWorkerThread：ForkJoinPool线程池中的一个执行任务的线程,我们一般接触不到，线程池底层是这个类的实例。
| import java.util.concurrent.*;
public class SumTask extends RecursiveTask<Long>{
//每次进行任务分解都必须有起始元素和终止元素
private int start;
private int end;
private int step = 20; //步长，任务最小分到20个数来运算
public SumTask() {
}
public SumTask(int start, int end) {
this.start = start;
this.end = end;
}
@Override
protected Long compute() {
long sum= 0;
if(end-start<=step){
for (int i = start; i <= end; i++) {
sum+=i;
}
}else{
int mid = (start+end)/2;
SumTask leftTask = new SumTask(start, mid);
SumTask rightTask = new SumTask(mid+1, end);
//我们只管把分任务的规则告诉他就行
//他会再次调用SumTask的compute()方法，一级一级往下分，分到符合我们条件为止。
leftTask.fork();
rightTask.fork();
//在做一件事
Long leftResult = leftTask.join();
Long rightResult = rightTask.join();
sum = leftResult+rightResult;
}
return sum;
}
public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
// //只有一个核在使用的运算任务
// int sum=0;
// for (int i = 0; i < 1000; i++) {
// sum+=i;
// }
// System.out.println(sum);
//创建一个ForkJoin线程池
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
//算算花了多少时间
long startTime = System.currentTimeMillis();
//使用线程池
RecursiveTask<Long> task = new SumTask(1,1000000);
Future<Long> future = pool.submit(task);//只要涉及到返回值的都要把结果返回给Future
Long result = future.get();
System.out.println(result);
//算时间
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗费时间pool:" + (endTime - startTime));
//关闭
pool.shutdown();
} |