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14.ForkJoinPool 分支-合并框架 工作窃取

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Devops海洋的渔夫
发布2022-03-23 16:27:45
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14.ForkJoinPool 分支-合并框架 工作窃取

Fork/Join 框架

Fork/Join 框架:就是在必要的情况下,将一个大任务,进行拆分(fork)成若干个小任务(拆到不可再拆时),再将一个个的小任务运算的结果进行 join 汇总。

image-20201029081931545

Fork/Join 框架与线程池的区别

  • 采用 “工作窃取”模式(work-stealing):

当执行新的任务时它可以将其拆分分成更小的任务执行,并将小任务加 到线程队列中,然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。

  • 相对于一般的线程池实现,fork/join框架的优势体现在对其中包含的任务的处理方式上.在一般的线程池中,如果一个线程正在执行的任务由于某些原因无法继续运行,那么该线程会处于等待状态。而在fork/join框架实现中,如果某个子问题由于等待另外一个子问题的完成而无法继续运行。那么处理该子问题的线程会主动寻找其他尚未运行的子问题来执行.这种方式减少了线程的等待时间,提高了性能。

代码演示


import java.time.Duration;
import java.time.Instant;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * @author Aron.li
 * @date 2020/11/4 22:07
 */
public class TestForkJoinPool {

    public static void main(String[] args) {
        //1.获取当前的时间
        Instant start = Instant.now();
        //2.创建ForkJoinPool线程池
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        //3.创建一个计算框架任务
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinSumCalculate(0L, 50000000000L);
        //4.执行线程,获取结果
        Long sum = pool.invoke(task);
        System.out.println(sum); // -4378596987249509888
        //5.获取结束的时间
        Instant end = Instant.now();
        //6.计算耗时
        System.out.println("耗费时间为:" + Duration.between(start, end).toMillis()); // 耗费时间为:4595
    }

}


//模拟Fork/Join 框架
class ForkJoinSumCalculate extends RecursiveTask<Long> {

    //继承RecursiveTask需要带有一个序列号做标识
    private static final long serialVersionUID = -259195479995561737L;

    //拆分的起点和终点
    private long start;
    private long end;

    //拆分的临界值
    private static final long THURSHOLD = 10000L;

    //构造器
    public ForkJoinSumCalculate(long start, long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    //计算拆分方法
    @Override
    protected Long compute() {
        //计算当前拆分的长度
        long length = end - start;

        //如果拆分的长度小于临界值
        if (length <= THURSHOLD) {
            long sum = 0L;
            for (long i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        } else { // 如果拆分的长度大于临界值,则继续拆分

            long middle = (start + end) / 2;

            ForkJoinSumCalculate left = new ForkJoinSumCalculate(start, middle);
            left.fork(); //进行拆分,同时压入线程队列

            ForkJoinSumCalculate right = new ForkJoinSumCalculate(middle + 1, end);
            right.fork(); //进行拆分,压入线程队列

            return left.join() + right.join(); // 最后返回合并的线程
        }
    }

}

执行如下:

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原始发表:2022-03-01,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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