Fork/Join模式

最新推荐文章于 2025-06-27 16:02:15 发布

崔世勋

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在JDK标准版5中，由DougLea 提供的并行框架成为了标准库的一部分（JSR-166）。随后，在JDK6中，一些新的并行特殊，例如并行collection框架，合并到标准库中。

Fork/Join框架是Java7提供的并行执行任务框架，思想是将大任务分成小任务，然后小任务分别计算出结果，再结合起来，汇总结果作为大任务结果。其思想和MapReduce的思想非常类似。

从以上描述可以看出，Fork/Join框架主要由子任务、任务调度两部分组成。

ForkJoinPool：ForkJoin同样是利用了线程份，和ThreadPoolExecuttor一样实现了自己的线程池。对任务进行调度。
ForkJoinTask：在Fork/Join框架中执行的任务类。子任务对其进行继承。
- RecursiveAction：用于不返回结果的子任务。
- RecursiveTask：用于返回有结果的子任务。

ForkJoinPool

ForkJoinPool是ForkJoin框架中的任务调度器，提供了三种调度子任务的方法

execute异步执行指定任务。
invoke/invokeAll执行指定任务，等待完成，返回结果。
submit异步执行指定任务，并立即返回一个Future对象。

ForkJoin提供工作窃取算法，使得若一个工作线程的队列为空，没有任务可以执行时，从其他工作线程中获取任务主动执行。为了实现工作窃取，在工作线程中维护双端队列，窃取任务线程从队尾取任务，被窃取任务线程从队头获取任务。这种机制充分利用线程进行并行计算，减少线程竞争。但是当队列中只存在一个任务时，两个线程去取反而造成资源浪费。

Fork/Join维护两个数组，分别是ForkJoinTask数组和ForkJoinWorkerThread数组。ForkJoinTask负责存放程序交给ForkJoinPool的任务，ForkJoinWorkerThread负责执行这些任务。

ForkJoinTask

通过定义ForkJoinTask来执行任务，一般不需要直接继承ForkJoinTask，可以根据是否需要返回云计算结果，选择继承RecursiveAction还是RecursiveTask。继承后需要重定compute方法以完成任务分割以及云计算结果汇总的定义。

fork（）：当ForkJoinTask提交任务时，会调用fork方法，fork会让ForkJoinWorkerThread调用push来异步执行该任务。
join（）：会阻塞当前进程，等待取得结果，在Join的具休实现中，会利用Future的特性查看当前任务的状态来判断返回结果。

import java.util.concurrent.RecursiveTask;


public class MyForkJoinTask extends RecursiveTask<Integer>{
    private final int spilSize = 2;
    private int start,end;
    public MyForkJoinTask (int start,int end)
    {
        this.start=start;
        this.end=end;
    }
    protected Integer compute() {
        // TODO Auto-generated method stub
        int sum = 0;
        if((end-start)<2)
        {
            for(int i=start;i<end;i++)
            {
                sum+=i;
            }
        }
        else
        {
            int middle = (start+end)/2;
            MyForkJoinTask firstTask = new MyForkJoinTask(start,middle);
            MyForkJoinTask secondTask = new MyForkJoinTask(middle+1,end);
            firstTask.fork();   //提交任务
            secondTask.fork();  //
            Integer firstResult = firstTask.join();   //阻塞线程等待任务结果
            Integer secondResult = secondTask.join()
            sum=firstResult.intValue()+secondResult.intValue();

        }
        return null;
    }

}

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