Fork-Join API

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本文详细介绍了Java中的ForkJoinPool框架，包括RecursiveAction和RecursiveTask的使用，以及它们在异常处理上的区别。同时，文章还讨论了ForkJoinTask的execute和submit方法，以及如何监控和管理ForkJoinPool。

RecursiveAction

RecursiveAction 执行任务没有返回值，只执行一次。

分解任务

public class MyRecursiveAction extends RecursiveAction {

	private int beg;
	private int end;
	
	public MyRecursiveAction(int beg, int end) {
		super();
		this.beg = beg;
		this.end = end;
	}

	@Override
	protected void compute() {
		if(end-beg>2) {
			int middle = (beg+end)/2;
			MyRecursiveAction left = new MyRecursiveAction(beg, middle);
			MyRecursiveAction right = new MyRecursiveAction(middle+1,end);
			this.invokeAll(left,right);
		}else {
			System.out.println("分解组合 "+beg+"  "+end);
		}
	}

}


	public static void main(String[] args) {
		ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
		pool.submit(new MyRecursiveAction(1,10));
		try {
			TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	}

测试结果
分解组合 4 5
分解组合 1 3
分解组合 9 10
分解组合 6 8

RecursiveTask

RecursiveTask执行的任务具有返回值；使用get()或者join()获取返回结果，在执行多任务时任务之间的运行是异步的。
get()方法执行获取结果时，子任务中出现异常，主线程中是可以进行捕获到处理的，join()方法时直接抛出异常。

public class MyRecursiveTask extends RecursiveTask<Integer>{

	@Override
	protected Integer compute() {
		System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"执行  MyRecursiveTask");
		String s = null;
		s.toString();
		return 100;
	}

}

public static void main(String[] args) {
		MyRecursiveTask task = new MyRecursiveTask();
		ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
		ForkJoinTask<Integer> task1 = pool.submit(task);
		try {
			System.out.println("result  "+task1.join());
			TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("InterruptedException 子线程异常处理");
		}  
		System.out.println("main end");
		

	}

join 异常抛出
ForkJoinPool-1-worker-1执行 MyRecursiveTask
Exception in thread “main” java.lang.NullPointerException
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(Unknown Source)
at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(Unknown Source)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.getThrowableException(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.reportException(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.join(Unknown Source)
at fork.join.MyRecursiveTaskTest.main(MyRecursiveTaskTest.java:18)
Caused by: java.lang.NullPointerException
at fork.join.MyRecursiveTask.compute(MyRecursiveTask.java:11)
at fork.join.MyRecursiveTask.compute(MyRecursiveTask.java:1)
at java.util.concurrent.RecursiveTask.exec(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool$WorkQueue.runTask(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool.runWorker(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.run(Unknown Source)

get()异常捕获处理
ForkJoinPool-1-worker-1执行 MyRecursiveTask
java.util.concurrent.ExecutionException: java.lang.NullPointerException
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.get(Unknown Source)
at fork.join.MyRecursiveTaskTest.main(MyRecursiveTaskTest.java:18)
Caused by: java.lang.NullPointerException
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(Unknown Source)
at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(Unknown Source)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.getThrowableException(Unknown Source)
… 2 more
Caused by: java.lang.NullPointerException
at fork.join.MyRecursiveTask.compute(MyRecursiveTask.java:11)
at fork.join.MyRecursiveTask.compute(MyRecursiveTask.java:1)
at java.util.concurrent.RecursiveTask.exec(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool$WorkQueue.runTask(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool.runWorker(Unknown Source)
at java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.run(Unknown Source)
ExecutionException 子线程异常处理
main end

RecursiveTask 实现字符串累加

public class MyRecusiveTaskString extends RecursiveTask<String> {
	private int beg;
	private int end;
	public MyRecusiveTaskString(int beg, int end) {
		super();
		this.beg = beg;
		this.end = end;
	}
	@Override
	protected String compute() {
		if (end - beg > 2) {
			int middle = (beg + end) / 2;
			MyRecusiveTaskString left = new MyRecusiveTaskString(beg, middle);
			MyRecusiveTaskString right = new MyRecusiveTaskString(middle + 1, end);
			this.invokeAll(left, right);
			return left.join() + right.join();
		} else {
			System.out.println("分解组合 " + beg + "  " + end);
			String s = "";
			for (int i = beg; i <= end; i++) {
				s = s + "" + i;
			}
			return s;
		}
	}
}

public static void main(String[] args) {
		MyRecusiveTaskString task = new MyRecusiveTaskString(1,14);
		ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
		ForkJoinTask<String> task1 = pool.submit(task);
		try {
			System.out.println("result  "+task1.get());
			TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("InterruptedException 子线程异常处理");
		} catch (ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("ExecutionException  子线程异常处理");
		}
		System.out.println("main end");
		

	}

测试结果
分解组合 1 2
分解组合 12 14
分解组合 3 4
分解组合 8 9
分解组合 5 7
分解组合 10 11
result 1234567891011121314
main end

execute() 方法没有返回值，但是可以通过RecusiveTask获取返回值。
void execute(Runnable task)；
void execute(ForkJoinTask<?> task)；

submit()方法有返回值，通过ForkJoinTask获取返回值，也可以通过RecusiveTask获取返回值。
ForkJoinTask submit(ForkJoinTask task)；
ForkJoinTask submit(Callable task)
ForkJoinTask<?> submit(Runnable task)
ForkJoinTask submit(Runnable task, T result)；

List<Future> invokeAll(Collection<? extends Callable> tasks)方法具有阻塞特性，会将所有任务都执行完成后再返回结果。

void shutdown()；方法不具有线程中断效果，提交任务后再执行shutdown方法，任务依然会被执行，但是执行了shutdown后再次提交任务进程会抛出异常（RejectedExecutionException）并且销毁，正在运行的任务线程也会被销毁。

List shutdownNow()；方法会中断线程，需要结合Thread.currentTherad.isInterrupted()==true判断线程是否中断,但是执行了shutdownNow后再次提交任务进程会抛出异常（RejectedExecutionException）并且销毁，正在运行的任务线程也会被销毁。

boolean isTerminated()；任务池是否被终止；
boolean isTerminating()；任务池是否正在终止；shutdown方法关闭pool池之前方法返回值一直是false;

boolean isShutdown()；任务池是否终止；
boolean awaitTermination(long timeout, TimeUnit unit)；等待任务池被销毁的最长时间，具有阻塞特性，需要结合shutdown方法使用。
T invoke(ForkJoinTask task)；执行任务，方法具有阻塞特性，直接将值返回，不需要再次get;
ForkJoinTask API
boolean isCompletedAbnormally(); 判断任务是否出现异常；
boolean isCompletedNormally()；判断任务是否正常执行完毕；
Throwable getException()；返回报错异常；

监控pool任务池的相关API
int getParallelism()；获得并行数量，与CPU内核数相关。
int getPoolSize()；获得任务池大小。
int getQueuedSubmissionCount()；获得已经提交但没有执行的任务数量。
long getQueuedTaskCount() ；获得任务总个数。
boolean hasQueuedSubmissions()；判断队列中是否还有未执行的任务。
int getActiveThreadCount()；获取活动线程总数。
long getStealCount()；获取偷窃的任务个数。
int getRunningThreadCount()；获取正在执行，不在阻塞状态的线程个数。
boolean isQuiescent()；判断任务池是否是静止未执行任务的状态。