Java 并发之 Fork/Join 框架

最新推荐文章于 2025-05-13 11:08:01 发布

JavaMonsterr

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分类专栏：程序员计算机 Java 文章标签： java servlet jvm

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/JavaMonsterr/article/details/126012868

Fork/Join框架是Java中用于并行处理的线程池，基于分治策略。它将大任务拆分成多个子任务并行执行，然后合并结果。文章通过一个数字列表求和的示例展示了Fork/Join框架的使用，包括RecursiveTask的实现。框架设计上采用工作窃取算法，利用双端队列和ForkJoinPool线程池确保任务并行执行。ForkJoinTask类表示可分的任务，ForkJoinPool负责任务的执行。总结指出，合理设置小任务阈值能提升程序性能。

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什么是 Fork/Join 框架

Fork/Join 框架是一种在 JDK 7 引入的线程池，用于并行执行 把一个大任务拆成多个小任务并行执行，最终汇总每个小任务结果得到大任务结果 的特殊任务。通过其命名也很容易看出框架主要分为 Fork 和 Join 两个阶段，第一阶段 Fork 是把一个大任务拆分为多个子任务并行的执行，第二阶段 Join 是合并这些子任务的所有执行结果，最后得到大任务的结果。

这里不难发现其执行主要流程：首先判断一个任务是否足够小，如果任务足够小，则直接计算，否则，就拆分成几个更小的小任务分别计算，这个过程可以反复的拆分成一系列小任务。 Fork/Join 框架是一种基于分治的算法，通过拆分大任务成多个独立的小任务，然后并行执行这些小任务，最后合并小任务的结果得到大任务的最终结果，通过并行计算以提高效率。

Fork/Join 框架使用示例

下面通过一个 计算列表中所有元素的总和 的示例来看看 Fork/Join 框架是如何使用的，总的思路是：将这个列表分成许多子列表，然后对每个子列表的元素进行求和，然后，我们再计算所有这些值的总和就得到原始列表的和了。 Fork/Join 框架中定义了 ForkJoinTask 来表示一个 Fork/Join 任务，其提供了 fork() 、 join() 等操作，通常情况下，我们并不需要直接继承这个 ForkJoinTask 类，而是使用框架提供的两个 ForkJoinTask 的子类：

RecursiveAction 用于表示 没有返回结果 的 Fork/Join 任务。
RecursiveTask 用于表示 有返回结果 的 Fork/Join 任务。

很显然，在这个示例中是需要返回结果的，可以定义 SumAction 类继承自 RecursiveTask ，代码如下：

/**
 * @author mghio
 * @since 2021-07-25
 */
public class SumTask extends RecursiveTask<Long> {

  private static final int SEQUENTIAL_THRESHOLD = 50;

  private final List<Long> data;

  public SumTask(List<Long> data) {
    this.data = da