🦛ForkJoin
2021-3-13
| 2023-8-3
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Java 7开始引入了一种新的Fork/Join线程池,它可以执行一种特殊的任务:把一个大任务拆成多个小任务并行执行。
我们举个例子:如果要计算一个超大数组的和,最简单的做法是用一个循环在一个线程内完成:
notion image
还有一种方法,可以把数组拆成两部分,分别计算,最后加起来就是最终结果,这样可以用两个线程并行执行:
notion image
如果拆成两部分还是很大,我们还可以继续拆,用4个线程并行执行:
notion image
这就是Fork/Join任务的原理:判断一个任务是否足够小,如果是,直接计算,否则,就分拆成几个小任务分别计算。这个过程可以反复“裂变”成一系列小任务。
我们来看如何使用Fork/Join对大数据进行并行求和:
观察上述代码的执行过程,一个大的计算任务0~2000首先分裂为两个小任务0~1000和1000~2000,这两个小任务仍然太大,继续分裂为更小的0~500,500~1000,1000~1500,1500~2000,最后,计算结果被依次合并,得到最终结果。
因此,核心代码SumTask继承自RecursiveTask,在compute()方法中,关键是如何“分裂”出子任务并且提交子任务:
Fork/Join线程池在Java标准库中就有应用。Java标准库提供的java.util.Arrays.parallelSort(array) 可以进行并行排序,它的原理就是内部通过Fork/Join对大数组分拆进行并行排序,在多核CPU上就可以大大提高排序的速度。
 

小结

Fork/Join是一种基于“分治”的算法:通过分解任务,并行执行,最后合并结果得到最终结果。
ForkJoinPool线程池可以把一个大任务分拆成小任务并行执行,任务类必须继承自RecursiveTaskRecursiveAction
使用Fork/Join模式可以进行并行计算以提高效率。
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