时间: 2020-08-23|46次围观|0 条评论

Fork-Join框架

Fork和Join是java 1.7提供的用于定型执行的框架,将大任务切分成若干个小任务执行,小任务执行结果汇总成大任务的框架。从字面上理解就是Fork把大任务切分成若干个小任务Join就是把小任务合并得到大任务结果。使用工作窃取算法。

工作窃取算法

从其他线程里获取工作任务得一种算法。使用工作窃取算法可以方便我们将大任务切分成多个小任务。为了减少线程间的竞争,我们为每个任务分别放入不同的队列里,线程和队列一一对应,但是有些线程会先把任务做完,这些做完了自己任务的线程就去帮助其他线程进行任务,这是他们会访问同一个队列。为了减少窃取线程和别窃取线程之间的竞争我们通常使用双端队列。被窃取线程永远从双端队列的头部获取任务,窃取线程永远从双端队列的尾部获取内容。

优点:就是充分利用线程进行并行计算,减少线程间的竞争。缺点是还是存在竞争比如在队列中只有一个任务时,同时也消耗了更多的系统资源创建更多的线程。

局限:

  1. 在使用Fork/Join只能使用Fork和Join进行同步操作,如果在使用了其他机制时工作线程就不能进行其他操作了。比如在Fork/Join框架中使用了失眠,那么在睡眠过程中就不能执行其他操作了。
  2. 使用Fork/Join操作的线程不能执行io操作。
  3. 不能抛出检查异常,必须使用必要的代码来检查他们。
Fork-Join框架插图

演示代码

@Slf4jpublic class ForkJoinTaskExample extends RecursiveTask<Integer> {    public static final int threshold = 2;    private int start;    private int end;    public ForkJoinTaskExample(int start, int end) {        this.start = start;        this.end = end;    }    @Override    protected Integer compute() {        int sum = 0;        //如果任务足够小就计算任务        boolean canCompute = (end - start) <= threshold;        if (canCompute) {            for (int i = start; i <= end; i++) {                sum += i;            }        } else {            // 如果任务大于阈值,就分裂成两个子任务计算            int middle = (start + end) / 2;            ForkJoinTaskExample leftTask = new ForkJoinTaskExample(start, middle);            ForkJoinTaskExample rightTask = new ForkJoinTaskExample(middle + 1, end);            // 执行子任务            leftTask.fork();            rightTask.fork();            // 等待任务执行结束合并其结果            int leftResult = leftTask.join();            int rightResult = rightTask.join();            // 合并子任务            sum = leftResult + rightResult;        }        return sum;    }    public static void main(String[] args) {        ForkJoinPool forkjoinPool = new ForkJoinPool();        //生成一个计算任务,计算1+2+3+4        ForkJoinTaskExample task = new ForkJoinTaskExample(1, 100);        //执行一个任务        Future<Integer> result = forkjoinPool.submit(task);        try {            log.info("result:{}", result.get());        } catch (Exception e) {            log.error("exception", e);        }    }}

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