吃透Java并发十九:线程池之Fork/Join框架(1) 原理

本文介绍了Java并发编程中的Fork/Join框架,它基于分治策略,通过工作窃取算法提高并发性能。文章详细讲解了Fork/Join框架的工作原理,包括工作窃取算法、任务的Fork与Join、核心组件如ForkJoinPool、ForkJoinTask、ForkJoinWorkerThread以及WorkQueue,并通过示例展示了如何使用Fork/Join框架。此外,还探讨了ForkJoinPool的创建、任务调度流程及其与其他线程池的区别。

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一、引言

算法领域有一种基本思想叫做“分治”,所谓“分治”就是将一个难以直接解决的大问题,分割成一些规模较小的子问题,以便各个击破,分而治之。

比如:对于一个规模为N的问题,若该问题可以容易地解决,则直接解决;否则将其分解为K个规模较小的子问题,这些子问题互相独立且与原问题性质相同,递归地解这些子问题,然后将各子问题的解合并得到原问题的解,这种算法设计策略叫做分治法。

许多基础算法都运用了“分治”的思想,比如二分查找、快速排序等等。

基于“分治”的思想,J.U.C在JDK1.7时引入了一套Fork/Join框架。Fork/Join框架的基本思想就是将一个大任务分解(Fork)成一系列子任务,子任务可以继续往下分解,当多个不同的子任务都执行完成后,可以将它们各自的结果合并(Join)成一个大结果,最终合并成大任务的结果:
在这里插入图片描述

二、工作窃取算法

从上述Fork/Join框架的描述可以看出,我们需要一些线程来执行Fork出的任务,在实际中,

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