ForkJoin多核并行框架总结

1.阿姆达尔定律定义

一个程序（或者一个算法）可以按照是否可以被并行化分为下面两个部分：

可以被并行化的部分

不可以被并行化的部分

阿姆达尔定律给出了任务在固定负载的情况下，随着系统资源的提升，执行速度的理论上限。以计算机科学家Gene Amdahl命名。p为串行程序所在比例

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S(N)=1(1−p)+pN

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2. Fork Join 

 

“工作窃取”，也就是设计论文原文中提到的 Work Stealing 。对于负载比较轻的线程，可以帮助负载较重的执行线程分担任务。

任务分解的粒度。和前者有关系，就是分解的任务，“小”到什么程度是可以接受的，不可再分。

分治思想（divide-and-conquer）是一种简单朴素的思想，很多问题都可以这样解决。ForkJoin就相当于分治法的并行版本。 分治本身只是解决问题的思想，既可以顺序执行也可以并行执行，但是在并行环境中更加有效，因为可以并行处理子问题。而在并行方面，可并行处理问题要么是彼此完全独立的问题，要么是可分解单独处理的问题。可伸缩性又和能否并行处理紧密相关，因为如果不能并行处理就要受到单机处理能力的限制，也就难以伸缩了。

这个框架基于以下两种操作：

fork操作：当你把任务分成更小的任务和使用这个框架执行它们。

join操作：当一个任务等待它创建的任务的结束。

Fork/Join框架的核心是由以下两个类：

ForkJoinPool：它实现ExecutorService接口和work-stealing算法。它管理工作线程和提供关于任务的状态和它们执行的信息。

ForkJoinTask： 它是将在ForkJoinPool中执行的任务的基类。它提供在任务中执行fork()和join()操作的机制，并且这两个方法控制任务的状态。通常， 为了实现你的Fork/Join任务，你将实现两个子类的子类的类：RecursiveAction对于没有返回结果的任务和RecursiveTask 对于返回结果的任务。

使用fork/join，首先要创建fork/join任务，可以通过继承RecursiveAction或RecursiveTask来实现（ForkJoinTask是它们的父类）

RecursiveAction 不返回结果

RecursiveTask 返回结果

常用方法

compute(); 计算方法（分拆的子任务）

fork(); // 执行子任务

join(); // 子任务结束后返回对应结果

ForkJoinPool 
除此之外，java还提供了个ForkJoinPool的工具类，它实现了工作窃取算法，使得空闲线程能够主动分担从别的线程分解出来的子任务，从而让所有的线程都尽可能处于饱满的工作状态，提高执行效率。 
常用方法

execute(); //异步执行命令

invoke()和invokeAll(); // 异步执行命令，并返回对应结果

submit(); //异步执行命令，同时返回Future对象

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