fork-join任务图_java fork join原理_forkjoinpool源码分析

现代的计算机已经向多CPU方向发展，即使是普通的PC，甚至现在的智能手机、多核处理器已被广泛应用。在未来，处理器的核心数将会发展的越来越多。

虽然硬件上的多核CPU已经十分成熟，但是很多应用程序并未这种多核CPU做好准备，因此并不能很好地利用多核CPU的性能优势。

为了充分利用多CPU、多核CPU的性能优势，级软基软件系统应该可以充分“挖掘”每个CPU的计算能力，决不能让某个CPU处于“空闲”状态。fork-join任务图为此，可以考虑把一个任务拆分成多个“小任务”,把多个"小任务"放到多个处理器核心上并行执行。当多个“小任务”执行完成之后，再将这些执行结果合并起来即可。

如下面的所示：

第一步分割任务。首先我们需要有一个fork类来把大任务分割成子任务，有可能子任务还是很大，所以还需要不停的分割，直到分割出的子任务足够小。

第二步执行任务并合并结果。分割的子任务分别放在双端队列里，然后几个启动线程分别从双端队列里获取任务执行。子任务执行完的结果都统一放在一个队列里，启动一个线程从队列里拿数据，然后合并这些数据。

Java提供了ForkJoinPool来支持将一个任务拆分成多个“小任务”并行计算，再把多个“小任务”的结果合成总的计算结果。

ForkJoinPool是ExecutorService的实现类，因此是一种特殊的线程池。ForkJoinPool提供了如下两个常用的构造器。

public ForkJoinPool(int parallelism)：创建一个包含parallelism个并行线程的ForkJoinPool

public ForkJoinPool() ：以Runtime.getRuntime().availableProcessors()的返回值作为parallelism来创建ForkJoinPool

创建ForkJoinPool实例后，可以钓鱼ForkJoinPool的submit(ForkJoinTask<T> task)或者invoke(ForkJoinTask<T> task)来执行指定任务。其中ForkJoinTask代表一个可以并行、合并的任务。fork-join任务图ForkJoinTask是一个抽象类，它有两个抽象子类：RecursiveAction和RecursiveTask。

RecursiveTask代表有返回值的任务

RecursiveAction代表没有返回值的任务。

一、RecursiveAction

下面以一个没有返回值的大任务为例，介绍一下RecursiveAction的用法。

大任务是：打印0-200的数值。

小任务是：每次只能打印50个数值。

    import java.util.concurrent.ForkJoinPool;  
    import java.util.concurrent.RecursiveAction;  
    import java.util.concurrent.TimeUnit;  
      
    //RecursiveAction为ForkJoinTask的抽象子类，没有返回值的任务  
    class PrintTask extends RecursiveAction {  
        // 每个"小任务"最多只打印50个数  
        private static final int MAX = 50;  
      
        private int start;  
        private int end;  
      
        PrintTask(int start, int end) {  
            this.start = start;  
            this.end = end;  
        }  
      
        @Override  
        protected void compute() {  
            // 当end-start的值小于MAX时候，开始打印  
            if ((end - start) < MAX) {  
                for (int i = start; i < end; i++) {  
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "的i值:"  
                            + i);  
                }  
            } else {  
                // 将大任务分解成两个小任务  
                int middle = (start + end) / 2;  
                PrintTask left = new PrintTask(start, middle);  
                PrintTask right = new PrintTask(middle, end);  
                // 并行执行两个小任务  
                left.fork();  
                right.fork();  
            }  
        }  
    }  
      
    public class ForkJoinPoolTest {  
        /** 
         * @param args 
         * @throws Exception 
         */  
        public static void main(String[] args) throws Exception {  
            // 创建包含Runtime.getRuntime().availableProcessors()返回值作为个数的并行线程的ForkJoinPool  
            ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();  
            // 提交可分解的PrintTask任务  
            forkJoinPool.submit(new PrintTask(0, 200));  
            forkJoinPool.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS);//阻塞当前线程直到 ForkJoinPool 中所有的任务都执行结束  
            // 关闭线程池  
            forkJoinPool.shutdown();  
        }  
      
    }  

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