关于jdk7的forkjoinpool

本文介绍了一种基于分治算法的设计思路,并重点讨论了ForkJoinPool、RecursiveTask及RecursiveAction等核心API的应用。通过具体案例FolderProcessor,展示了如何利用工作窃取算法优化任务调度。

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核心思想是分治算法:
核心api:ForkJoinPool,RecursiveTask,RecursiveAction

fork和join一起使用,可以使用工作窃取算法。

/**
*
*/
package thread.forkjoinpool;

import java.io.File;
import java.nio.channels.IllegalSelectorException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
* @author Administrator
*
*/
public class FolderProcessor extends RecursiveTask

### 三、ForkJoinPool 使用指南 `ForkJoinPool` 是 Java 中用于并行任务执行的线程池,尤其适用于分治法(divide and conquer)类型的任务。它在 JDK 7 中引入,并实现了 `ExecutorService` 接口,专为处理大规模并行计算任务而设计,特别是在任务可拆分为多个小任务并行执行的场景中表现优异[^2]。 #### 1. 基本使用方式 `ForkJoinPool` 的核心是 `ForkJoinTask`,它是一个可以并行执行并支持结果合并的任务抽象类。`ForkJoinTask` 有两个主要子类: - `RecursiveAction`:无返回值的任务。 - `RecursiveTask`:有返回值的任务。 创建 `ForkJoinPool` 实例后,可以调用 `submit(ForkJoinTask task)` 或 `invoke(ForkJoinTask task)` 方法来执行任务[^3]。 #### 2. 示例代码 以下是一个使用 `RecursiveTask` 实现的简单并行求和任务: ```java import java.util.concurrent.ForkJoinPool; import java.util.concurrent.RecursiveTask; public class ForkJoinSumExample extends RecursiveTask<Long> { private final long[] array; private final int start; private final int end; private static final int THRESHOLD = 100; public ForkJoinSumExample(long[] array, int start, int end) { this.array = array; this.start = start; this.end = end; } @Override protected Long compute() { if (end - start <= THRESHOLD) { long sum = 0; for (int i = start; i < end; i++) { sum += array[i]; } return sum; } else { int mid = (start + end) / 2; ForkJoinSumExample leftTask = new ForkJoinSumExample(array, start, mid); ForkJoinSumExample rightTask = new ForkJoinSumExample(array, mid, end); leftTask.fork(); rightTask.fork(); long leftResult = leftTask.join(); long rightResult = rightTask.join(); return leftResult + rightResult; } } public static void main(String[] args) { long[] data = new long[1000]; for (int i = 0; i < data.length; i++) { data[i] = i; } ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(); ForkJoinSumExample task = new ForkJoinSumExample(data, 0, data.length); Long result = pool.invoke(task); System.out.println("Sum: " + result); } } ``` 此示例展示了如何使用 `ForkJoinPool` 来并行计算一个数组的和,通过将任务拆分为左右两个子任务,并递归地执行和合并结果。 --- ### 四、ForkJoinPool 的工作原理 `ForkJoinPool` 的设计目标是高效地处理可拆分的并行任务,其核心机制包括工作窃取(work-stealing)算法和双端队列(deque)结构。 - **工作窃取**:每个线程维护一个任务队列(双端队列),优先从自己的队列头取出任务执行;当本地队列为空时,会从其他线程的队列尾部“窃取”任务,从而减少线程竞争并提高负载均衡[^2]。 - **任务拆分与合并**:通过 `fork()` 方法将任务提交到队列,通过 `join()` 方法等待任务完成并获取结果。任务在执行过程中可以递归地拆分为更小的任务,最终合并结果。 这种机制使得 `ForkJoinPool` 在处理大量可并行任务时具有较高的效率和良好的扩展性。 --- ### 五、常见问题与注意事项 1. **任务拆分粒度控制**:应合理设置任务的拆分阈值(如 `THRESHOLD`),避免任务拆分过细导致线程调度开销过大。 2. **避免阻塞操作**:`ForkJoinPool` 的线程数量有限,若任务中包含阻塞操作(如 I/O),可能导致线程资源耗尽。 3. **异常处理**:任务抛出的异常会通过 `get()` 或 `join()` 方法传播,需在调用时捕获处理。 4. **默认线程池使用**:Java 8 及以上版本中可通过 `ForkJoinPool.commonPool()` 获取公共线程池,但需注意其线程数量限制和任务调度策略。 --- ### 六、适用场景 `ForkJoinPool` 特别适合以下类型的任务: - 数据处理(如排序、搜索、统计等) - 图像处理 - 递归算法(如树遍历、分治算法) - 并行流(Java 8 Stream 并行操作底层依赖 `ForkJoinPool`) 它不适用于长时间运行或涉及大量 I/O 的任务,这些任务更适合使用传统的线程池(如 `ThreadPoolExecutor`)来处理。 ---
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