JUC高并发编程(16) -- Fork/Join 框架

本文详细介绍了Java的Fork/Join框架,包括框架的简介、实现过程、实现原理,以及一个具体的计算任务案例。Fork/Join通过将大任务拆分为小任务并行处理,再合并结果,提高并发性能。它由ForkJoinPool和ForkJoinTask数组组成,其中RecursiveAction和RecursiveTask分别用于无返回结果和有返回结果的任务。

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JUC高并发编程

十二、Fork/Join 框架

12.1)Fork/Join框架简介

Fork/Join 可以将一个大的任务拆分成多个子任务进行并行处理,最后将子任务结果合并成最后的计算结果,并进行输出。

Fork/Join框架要完成两件事情:

  • Fork:把一个复杂任务进行分拆,大事化小 ;

  • Join:把分拆任务的结果进行合并

12.2)Fork/Join框架的实现过程

Fork/Join框架的实现过程如下:

  1. 任务分割:首先Fork/Join框架需要把大的任务分割成足够小的子任务,如果 子任务比较大的话还要对子任务进行继续分割 ;

  2. 执行任务并合并结果:分割的子任务分别放到双端队列里,然后几个启动线程分别从双端队列里获取任务执行;子任务执行完的结果都放在另外一个队列里, 启动一个线程从队列里取数据,然后合并这些数据。

如下图所示:

12.3)Fork/Join框架的实现原理

在Java的Fork/Join框架中,ForkJoinPool【分支合并池】由ForkJoinTask数组和ForkJoinWorkerThread数组组成;使用它们完成任务分割和合并结果操作 :

  1. ForkJoinTask数组:负责将存放以及将程序提交给ForkJoinPool;需要通过ForkJoinPool来执行;要使用 Fork/Join 框架,首先需要创建一个 ForkJoin 任务,该类提供了在任务中执行fork和join的机制;通常情况下不需要直接集成ForkJoinTask类,只需要继承它的子类;

    Fork/Join框架提供了两个子类:

    • RecursiveAction:用于没有返回结果的任务;

    • RecursiveTask:用于有返回结果的任务,继承后可以实现递归(自己调自己)调用的任务

     

  2. ForkJoinWorkerThread数组:负责执行这些任务;

ForkJoinPool【分支合并池】类似于 线程池,如下图:

 12.3.1)Fork方法

Fork(任务分割):把一个大任务拆分成小任务,如果小任务还是太大还会继续拆分,直到足够小

实现原理: 当我们调用ForkJoinTask的fork方法时,程序会把任务放在ForkJoinWorkerThread的pushTask的workQueue中,异步地执行这个任务,然后立即返回结果 ,源码如下:


                
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