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Fork/Join框架

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摘要：框架框架簡(jiǎn)介框架是提供的一個(gè)用于并行執(zhí)行任務(wù)的框架，是一個(gè)把大任務(wù)分割成若干個(gè)小任務(wù)，最終匯總每個(gè)小任務(wù)結(jié)果得到大任務(wù)結(jié)果的框架?？蚣軐?shí)例需求計(jì)算的結(jié)果。

Fork/Join框架 1. Fork/Join框架簡(jiǎn)介

Fork/Join框架是java7提供的一個(gè)用于并行執(zhí)行任務(wù)的框架，是一個(gè)把大任務(wù)分割成若干個(gè)小任務(wù)，最終匯總每個(gè)小任務(wù)結(jié)果得到大任務(wù)結(jié)果的框架。Fork指的就是把一個(gè)大任務(wù)分割成若干子任務(wù)并行的執(zhí)行，Join就是合并這些子任務(wù)的執(zhí)行結(jié)果，最后得到這個(gè)大任務(wù)的結(jié)果。

比如計(jì)算1+2+3+4+5+……+10000，可以分割成10個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)負(fù)責(zé)分別對(duì)1000個(gè)數(shù)進(jìn)行求和，最終匯總這10個(gè)子任務(wù)的結(jié)果。

2. Fork/Join框架使用說明

使用Fork/Join框架我們需要兩個(gè)類：

ForkJoinTask：Fork/Join任務(wù)，提供fork()和Join()方法，通常情況下繼承它的兩個(gè)子類：

RecursiveAction：返回沒有結(jié)果的任務(wù)。

RecursiveTask：返回有結(jié)果的任務(wù)。

ForkJoinPool：ForkJoinTask需要通過ForkJoinPool來執(zhí)行。

從ForkJoinTask的兩個(gè)子類的名字中就可以看到，這是一種采用遞歸方式實(shí)現(xiàn)的任務(wù)分割，任務(wù)分割的子任務(wù)會(huì)添加到當(dāng)前工作線程所維護(hù)的雙端隊(duì)列中，進(jìn)入隊(duì)列的頭部，當(dāng)一個(gè)工作線程的隊(duì)列里面暫時(shí)沒有任務(wù)時(shí)，它會(huì)隨機(jī)從其他工作線程隊(duì)列的尾部獲取一個(gè)任務(wù)去執(zhí)行。

3. Fork/Join框架實(shí)例 3.1 需求：

計(jì)算1 + 2 + 3 +……+10 的結(jié)果。

3.2 需求分析設(shè)計(jì)：

使用Fork/Join框架首先要考慮的就是如何分割任務(wù)，和分割任務(wù)的粒度，這里我們考慮每個(gè)子任務(wù)最多執(zhí)行兩個(gè)數(shù)相加，那我們分割的閾值就是2，F(xiàn)ork/Join框架會(huì)把這個(gè)任務(wù)fork成5個(gè)子任務(wù)，然后再join5個(gè)子任務(wù)的結(jié)果。因?yàn)槭怯薪Y(jié)果的任務(wù)，所以必須繼承RecursiveTask。

3.3 代碼實(shí)例 
package com.wangjun.thread;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class ForkJoinTaskTest extends RecursiveTask{
    
    private static final int THRESHOLD = 2;  // 閾值
    private int start;
    private int end;
    
    public ForkJoinTaskTest(int start, int end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
    
    @Override
    protected Integer compute() {
        int sum = 0;
         if(end - start < THRESHOLD) {
             System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + start + "-" + end);
             for(int i = start; i <= end; i++) {
                 sum += i;
             }
         }else {
             // 任務(wù)大于閾值，拆分子任務(wù)
             int middle = start + (end - start)/2;
             ForkJoinTaskTest task1 = new ForkJoinTaskTest(start, middle);
             ForkJoinTaskTest task2 = new ForkJoinTaskTest(middle + 1, end);
             // 執(zhí)行子任務(wù)
             task1.fork();
             task2.fork();
             // 等待子任務(wù)執(zhí)行完成，并得到其結(jié)果
             int result1 = task1.join();
             int result2 = task2.join();
             // 合并子任務(wù)
             sum = result1 + result2;
         }
        return sum;
    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        int start = 1;
        int end = 10;
        ForkJoinTaskTest task = new ForkJoinTaskTest(start, end);
        // 用來執(zhí)行ForkJoinTask
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        // 執(zhí)行任務(wù)
        Future result = pool.submit(task);
        System.out.println("最后的結(jié)果為：" + result.get());
    }

}

運(yùn)行結(jié)果：

ForkJoinPool-1-worker-2:3-3
ForkJoinPool-1-worker-0:4-5
ForkJoinPool-1-worker-3:6-7
ForkJoinPool-1-worker-1:1-2
ForkJoinPool-1-worker-3:8-8
ForkJoinPool-1-worker-0:9-10
最后的結(jié)果為：55

可以看到ForkJoinTask與一般的任務(wù)在于它需要實(shí)現(xiàn)compute()方法，在這個(gè)方法里面首先需要判斷是否需要分割子任務(wù)，如果需要分割，每個(gè)子任務(wù)再調(diào)用fork方法時(shí)，就會(huì)進(jìn)入compute()方法，如果不需要分割，則執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)并返回結(jié)果，使用join方法會(huì)等待子任務(wù)結(jié)果的返回?？梢钥吹竭@是一種遞歸的實(shí)現(xiàn)。

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