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1 概述
Fork/Join框架是Java 7引入的一個(gè)用于并行執(zhí)行任務(wù)的框架。它特別適用于可以遞歸分解為多個(gè)子任務(wù)的工作,每個(gè)子任務(wù)可以獨(dú)立執(zhí)行,并且結(jié)果可以合并以獲得最終結(jié)果。Fork/Join框架通過(guò)工作竊?。╳ork-stealing)算法提高了多核處理器上的任務(wù)執(zhí)行效率。
2 核心組件
Fork/Join框架主要由以下幾個(gè)核心組件構(gòu)成:
- ForkJoinPool:線程池,負(fù)責(zé)管理和調(diào)度任務(wù)。
- RecursiveTask:帶有返回結(jié)果的任務(wù)類。
- RecursiveAction:不帶返回結(jié)果的任務(wù)類。
- ForkJoinTask:所有任務(wù)的父類,提供了
fork()
和join()
等方法。
3 工作竊取算法
工作竊取算法是Fork/Join框架的核心思想之一。在多線程環(huán)境中,當(dāng)某個(gè)線程完成自己的任務(wù)后,它可以“竊取”其他線程隊(duì)列中的任務(wù)來(lái)執(zhí)行,從而提高CPU利用率和整體性能。具體來(lái)說(shuō),每個(gè)線程都有一個(gè)雙端隊(duì)列(deque),新任務(wù)會(huì)被推入隊(duì)列尾部,而線程會(huì)從隊(duì)列頭部取出任務(wù)執(zhí)行。當(dāng)一個(gè)線程完成其任務(wù)后,它可以從其他線程的隊(duì)列尾部竊取任務(wù)。
4 使用步驟
使用Fork/Join框架的基本步驟如下:
- 創(chuàng)建任務(wù)類:繼承自
RecursiveTask
或RecursiveAction
,實(shí)現(xiàn)任務(wù)的分解邏輯。 - 提交任務(wù):使用
ForkJoinPool
提交任務(wù)并獲取結(jié)果。 - 處理結(jié)果:對(duì)于
RecursiveTask
,可以通過(guò)join()
方法獲取任務(wù)的結(jié)果;對(duì)于RecursiveAction
,任務(wù)完成后沒(méi)有返回值。
5 示例代碼
以下是一個(gè)詳細(xì)的示例,展示了如何使用Fork/Join框架計(jì)算數(shù)組元素的總和。
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;public class ForkJoinSumCalculator {// 定義任務(wù)類static class SumTask extends RecursiveTask<Long> {private static final