JDK中的ForkJoin机制

本文深入探讨了ForkJoin的原理,介绍了其核心思想——分而治之,并详细讲解了任务拆分、结果汇总及工作窃取机制,同时提供了ForkJoinPool的使用流程指导。

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ForkJoin的原理

ForkJoin的核心思想是分而治之。分而治之是指将一个大任务拆分(fork)成若干个小任务,分别计算每个小任务,得到结果,再将所有小任务的结果执行汇总(join),得到最终结果。当然,也不是说随便就能拆分的,要求小任务互相独立且与大任务形式相同。JDK为我们提供了ForkJoin机制,我们不需要考虑线程调度问题(比如:使用ForkJoinPool),也不需要考虑任务的拆分和结果的汇总(比如:使用ForkjoinTask等),只需要考虑业务实现。

过程图解

工作密取

当前线程的任务完成后,会自动获取其他线程未完成的任务进行执行,如下图中所示,假设某个大任务总共拆分成了8个任务,由两个线程执行,当线程1执行完任务1/2/3/4时,线程2才刚好开始执行任务7(或者任务5/6),这个时候线程1就会从线程2的任务队列末尾拿到任务8并执行,将执行结果放回到线程2的任务队列中,这样能够减少线程阻塞或者闲置的时间,提高CPU利用率,提高性能。

任务拆分和结果汇总

JDK中提供了专门的类完成任务拆分和结果汇总的操作。比如ForkjoinTask类,但是我们通常并不是直接继承这个类,而是直接继承其子类——RecursiveAction和RecursiveTask。RecursiveAction,用于没有返回结果的任务;RecursiveTask,用于有返回结果的任务。

ForkJoin的使用流程

1)、创建一个ForkJoinPool,用来执行任务;

2)、创建一个任务(业务逻辑),建议继承RecursiveAction和RecursiveTask,不建议继承ForkjoinTask;

3)、使用ForkJoinPool的执行方法:invoke/execute/submit,其中invoke方法是同步方法,execute/submit是异步方法,execute无返回值,submit有返回值;

4)、如果第3步中使用invoke,可以直接获得结果;如果使用execute,没有结果返回;如果使用submit,可以在方法中使用join对结果汇总,使用get方法获取结果。

 

 

如果有写的不对的地方,请大家多多批评指正,非常感谢!

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