JUC-07-ForkJoin+CompletableFuture异步回调

本文介绍了ForkJoin框架的原理与应用,通过实例展示了如何利用ForkJoin进行并行计算以提升处理效率。此外,还介绍了CompletableFuture类在Java并发编程中的使用方法,包括异步执行、回调处理等高级特性。

ForkJoin

什么是ForkJoin
在JDK1.7,并行执行任务!提高效率,大数据量!
大数据:Map Reduce(把大任务拆成小任务)

在这里插入图片描述

ForkJoin特点:工作窃取

这里维护的都是双端队列
在这里插入图片描述

ForkJoin的操作

package com.bjw.ForkJoin;


import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/*
* 求和计算的任务
* 3000 6000(ForkJoin) 6000(Stream并行流)
* 如何使用ForkJoin
* 1、ForkJoinPool
* 2、计算任务
* 3、计算类
* */
public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

    private Long start;
    private Long end;

    //临界值
    private Long temp = 10000L;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
    //计算方法
    @Override
    protected Long compute() {
        if((end - start) < temp) {
            Long sum = 0L;
            for (Long i = start; i <= end ; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        }else {
            long middle = (start + end) / 2; //中间值
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            task1.fork(); //拆分任务,把任务压入线程队列
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle + 1, end);
            task2.fork(); //拆分任务,把任务压入线程队列
            return task1.join() + task2.join();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

    }
}

异步回调

在这里插入图片描述
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package com.bjw.future;


import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/*
* 异步调用:CompletableFuture
* 异步执行
* 成功回调
* 失败回调
* */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
       /* // 没有返回值的runAsync异步回调
        CompletableFuture<Void> completableFuture = CompletableFuture.runAsync(()->{
            try {
                TimeUnit.SECONDS.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"runAsync=>Void");
        });

        System.out.println("1111");

        completableFuture.get();// 获取阻塞执行结果*/

        // 有返回值的supplyAsync异步回调
        // ajax,成功和失败的回调
        // 返回的是错误信息
        CompletableFuture<Integer> completableFuture = CompletableFuture.supplyAsync(()->{
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"supplyAsync=>Integer");
            return 1024;
        });

        System.out.println(completableFuture.whenComplete((t, u) -> {
            System.out.println("t=>" + t); //正常的返回结果
            System.out.println("u=>" + u); //错误信息
        }).exceptionally((e) -> {
            e.printStackTrace();
            return 233;
        }).get());


    }
}

### JUC-II中变址寻址的微指令实现细节 #### 1. 变址寻址的基本概念 变址寻址是一种通过基址寄存器与偏移量相加生成有效地址的寻址方式。其核心思想是将指令中的偏移量字段与指定的基址寄存器内容相加,从而计算出目标地址[^1]。在JUC-II模型机中,这种寻址方式常用于数组访问和间接跳转等场景。 #### 2. 微指令的设计原则 微指令是控制计算机硬件执行具体操作的最小单位。在JUC-II模型机中,微指令需要明确描述每一步的操作,包括数据路径的选择、算术逻辑单元(ALU)的操作以及存储器的访问等[^2]。对于变址寻址,微指令设计需满足以下要求: - 提取指令中的偏移量。 - 获取基址寄存器的内容。 - 执行加法操作以生成有效地址。 - 使用有效地址访问内存或寄存器。 #### 3. 微指令的具体实现 以下是针对JUC-II模型机中变址寻址的微指令实现细节: ##### (1) 提取偏移量 从当前指令中提取偏移量字段,并将其存储到临时寄存器中。假设偏移量位于指令的低16位,则微指令可以表示为: ```plaintext MicroOp1: TempReg ← Instruction[15:0] ``` ##### (2) 获取基址寄存器内容 读取指定基址寄存器的内容,并将其加载到另一个临时寄存器中。例如,如果基址寄存器为`Rb`,则微指令为: ```plaintext MicroOp2: BaseRegContent ← Rb ``` ##### (3) 计算有效地址 将偏移量与基址寄存器内容相加,生成有效地址。此操作通常由ALU完成: ```plaintext MicroOp3: EffectiveAddress ← BaseRegContent + TempReg ``` ##### (4) 访问目标地址 使用计算出的有效地址访问内存或寄存器。例如,如果目标是内存单元,则微指令为: ```plaintext MicroOp4: Data ← Memory[EffectiveAddress] ``` #### 4. 微指令的编码形式 微指令的编码形式决定了其在硬件中的实现方式。在JUC-II模型机中,微指令通常采用水平型或垂直型编码[^2]。以下是水平型微指令的一个示例: ```plaintext | 控制信号 | 数据路径选择 | ALU操作 | 存储器访问 | |----------|--------------|---------|------------| | 1 | Src1: BaseRegContent, Src2: TempReg | Add | MemRead | ``` 在此示例中,控制信号指定了ALU执行加法操作,并且选择了`BaseRegContent`和`TempReg`作为输入源。同时,还启用了存储器读操作。 #### 5. 实现中的注意事项 - 确保基址寄存器和偏移量的范围符合硬件限制。 - 如果有效地址超出内存范围,应触发异常处理机制。 - 微指令设计需与硬件结构紧密配合,确保每一步操作都能正确映射到具体的控制信号。 #### 示例代码 以下是一个基于JUC-II模型机的变址寻址微程序伪代码示例: ```plaintext # 提取偏移量 MicroOp1: TempReg ← Instruction[15:0] # 获取基址寄存器内容 MicroOp2: BaseRegContent ← Rb # 计算有效地址 MicroOp3: EffectiveAddress ← BaseRegContent + TempReg # 访问目标地址 MicroOp4: Data ← Memory[EffectiveAddress] ``` #### 6. 相关理论支持 通过设计控制器的微程序,可以实现JUC-II模型机的指令系统,并加深对计算机结构和工作原理的理解。变址寻址作为其中一种重要的寻址方式,其微程序设计对于理解指令执行过程具有重要意义。 ---
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