java 并行框架_java高并发设计（八）--并行框架fork/join

互联网一直在说和提到高并发，那什么是高并发，怎么处理高并发？也许每个人都有自己的见解和应对方法，但是总体思想应该及相同的，分而治之，单个服务不发满足时增加服务集群，集群无法满足时考虑拆分，同时选择合适的算法，最终达到解决高并发，但是什么样的级别才能算是高呢？不同的业务也许需求不一样，但是大致还都是相同的，我们最开始使用的处理要素是，200并发，200请求/秒，单机，并且后台也许会有不同的业务逻辑，也许会有其他的复杂计算，这个是根据不同的系统不同的业务而不同设计的。业务你的并发达不到这么高，根据数据的要求，你可能会想到异步处理，或者消息处理来增加并发数。所有的解决方案都不是相同的，只选择适合你们业务的解决方案。

言归正传，这里我们讲的是fork/join的并发处理框架，该框架是是在jdk1.7出现的，如果有人接触过hadoop中的mapreduce，思想是相同的。说起fork/join，我们首先看下该思想的执行操作线路图，这样可以更好的理解该并行计算框架。

上面的图解中有两个最大的世界，fork：将大任务拆分成小任务进行执行；join：将fork出来的小任务的执行结果进行合并，最终实现过程拆分结果合并的操作。

先上说明一些主要的类：ForkJoinTask：顶层设计类，主要是对任务的拆分合并的计算架构。该顶层类有两个核心子类，在java中也是主要继承这两个类来实现并行计算。RecursiveAction：从后缀也可以猜测出，该执行只是动作的执行，没有返回结果。RecursiveTask：执行任务，有返回值，并且是指定类型的返回结果。ForkJoinPool：任务执行线程池，根据自身算法实现线程的高度复用及任务优化。

下面从demo中解析：无返回值的操作

public class ObjectTest {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

//创建执行线程池

ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();

//提交任务

pool.submit(new ActionTest(0, 200));

pool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);

pool.shutdown();

}

}

//继承无返回值的任务

class ActionTest extends RecursiveAction {

private static final int MAX = 50;

private int start;

private int end;

public ActionTest(int start, int end) {

this.start = start;

this.end = end;

}

@Override

protected void compute() {

if ((end - start) < MAX) {

System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "--" + start + "==" + end);

} else {

int middle = (start + end) / 2;

ActionTest up = new ActionTest(start, middle);

ActionTest down = new ActionTest(middle, end);

//继续拆分

up.fork();

down.fork();

}

}

}

源码中的提现：

public class ForkJoinPool extends AbstractExecutorService ，该源码中涉及到很多线程安全和线程池的概念，源码比较多，这里就不一一说明，后面有时间了会拿出来单独说明。

public abstract class RecursiveTask extends ForkJoinTask {

private static final long serialVersionUID = 5232453952276485270L;

/**

* The result of the computation.

*/

V result;

/**

* The main computation performed by this task.

*/

protected abstract V compute();

public final V getRawResult() {

return result;

}

protected final void setRawResult(V value) {

result = value;

}

/**

* Implements execution conventions for RecursiveTask.

*/

protected final boolean exec() {

result = compute();

return true;

}

}

该源码很简单，只是对父类的继承，操作的结果是无返回值的，所以有两个方法直接操作返回，主要提供抽象的compute()方法供子类实现。

有返回值的demo：

public class ObjectTest {

public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {

//创建执行线程池

ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();

//提交任务

Future futuer = pool.submit(new TaskTest(0, 200));

System.out.println(futuer.get());

pool.awaitTermination(3, TimeUnit.SECONDS);

pool.shutdown();

}

}

class TaskTest extends RecursiveTask {

private static final int MAX = 50;

private int start;

private int end;

public TaskTest(int start, int end) {

this.start = start;

this.end = end;

}

@Override

protected Integer compute() {

int sum = 0;

if ((end - start) < MAX) {

for (int i = start; i < end; i++) {

sum += i;

}

return sum;

} else {

int middle = (start + end) / 2;

TaskTest up = new TaskTest(start, middle);

TaskTest down = new TaskTest(middle, end);

//继续拆分

up.fork();

down.fork();

return up.join() + down.join();

}

}

}

主要区别在继承的父类和返回值，提现在join方法上。

源码体现：

public abstract class RecursiveTask extends ForkJoinTask {

private static final long serialVersionUID = 5232453952276485270L;

/**

* The result of the computation.

*/

V result;

/**

* The main computation performed by this task.

*/

protected abstract V compute();

public final V getRawResult() {

return result;

}

protected final void setRawResult(V value) {

result = value;

}

/**

* Implements execution conventions for RecursiveTask.

*/

protected final boolean exec() {

result = compute();

return true;

}

}

主要在返回值上的设置会获取

这里先做简单的演示，后面再做深层次的解析和分析