Java 7开始引入了一种新的Fork/Join线程池,它可以执行一种特殊的任务:把一个大任务拆成多个小任务并行执行。
工作窃取(work-stealing)算法是指某个线程从其他队列里窃取任务来执行。
那么为什么需要使用工作窃取算法呢?假如我们需要做一个比较大的任务,我们可以把这个任务分割为若干互不依赖的子任务,为了减少线程间的竞争,于是把这些子任务分别放到不同的队列里,并为每个队列创建一个单独的线程来执行队列里的任务,线程和队列一一对应,比如A线程负责处理A队列里的任务。但是有的线程会先把自己队列里的任务干完,而其他线程对应的队列里还有任务等待处理。干完活的线程与其等着,不如去帮其他线程干活,于是它就去其他线程的队列里窃取一个任务来执行。而在这时它们会访问同一个队列,所以为了减少窃取任务线程和被窃取任务线程之间的竞争,通常会使用双端队列,被窃取任务线程永远从双端队列的头部拿任务执行,而窃取任务的线程永远从双端队列的尾部拿任务执行。
ForkJoinPool
Java提供了ForkJoinPool来支持将一个任务拆分成多个“小任务”并行计算,再把多个“小任务”的结果合成总的计算结果。
ForkJoinPool是ExecutorService的实现类,因此是一种特殊的线程池。ForkJoinPool提供了如下两个常用的构造器。
public ForkJoinPool(int parallelism):创建一个包含parallelism个并行线程的ForkJoinPool
public ForkJoinPool() :以Runtime.getRuntime().availableProcessors()的返回值作为parallelism来创建ForkJoinPool
创建ForkJoinPool实例后,可以钓鱼ForkJoinPool的submit(ForkJoinTask<T> task)或者invoke(ForkJoinTask<T> task)来执行指定任务。其中ForkJoinTask代表一个可以并行、合并的任务。ForkJoinTask是一个抽象类,它有两个抽象子类:RecursiveAction和RecursiveTask。
RecursiveTask代表有返回值的任务
RecursiveAction代表没有返回值的任务。
ForkJoin计算1+2+3+...+100
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
class MyTask extends RecursiveTask<Integer>{
private static final int value=10;
private int result=0;
private int begin;
private int end;
private int middle;
public MyTask(int begin,int end) {
this.begin=begin;
this.end=end;
}
@Override
protected Integer compute() {
if(end-begin<=value) {
for(int i=begin;i<=end;i++) {
result+=i;
}
}else {
middle=(begin+end)/2;
MyTask task1=new MyTask(begin,middle);
MyTask task2=new MyTask(middle+1,end);
task1.fork();
task2.fork();
result=task1.join()+task2.join();
}
return result;
}
}
public class ForkJoinDemo {
public static void main(String[] args) {
MyTask task=new MyTask(0,100);
ForkJoinPool pool=new ForkJoinPool();
ForkJoinTask<Integer> submit = pool.submit(task);
Integer result=null;
try {
result = submit.get();
} catch (InterruptedException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
pool.shutdown();
System.out.println(result);
}
}