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1 概述
Fork/Join框架是Java 7引入的一個用于并行執(zhí)行任務的框架。它特別適用于可以遞歸分解為多個子任務的工作,每個子任務可以獨立執(zhí)行,并且結(jié)果可以合并以獲得最終結(jié)果。Fork/Join框架通過工作竊?。╳ork-stealing)算法提高了多核處理器上的任務執(zhí)行效率。
2 核心組件
Fork/Join框架主要由以下幾個核心組件構(gòu)成:
- ForkJoinPool:線程池,負責管理和調(diào)度任務。
- RecursiveTask:帶有返回結(jié)果的任務類。
- RecursiveAction:不帶返回結(jié)果的任務類。
- ForkJoinTask:所有任務的父類,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,當某個線程完成自己的任務后,它可以“竊取”其他線程隊列中的任務來執(zhí)行,從而提高CPU利用率和整體性能。具體來說,每個線程都有一個雙端隊列(deque),新任務會被推入隊列尾部,而線程會從隊列頭部取出任務執(zhí)行。當一個線程完成其任務后,它可以從其他線程的隊列尾部竊取任務。
4 使用步驟
使用Fork/Join框架的基本步驟如下:
- 創(chuàng)建任務類:繼承自
RecursiveTask
或RecursiveAction
,實現(xiàn)任務的分解邏輯。 - 提交任務:使用
ForkJoinPool
提交任務并獲取結(jié)果。 - 處理結(jié)果:對于
RecursiveTask
,可以通過join()
方法獲取任務的結(jié)果;對于RecursiveAction
,任務完成后沒有返回值。
5 示例代碼
以下是一個詳細的示例,展示了如何使用Fork/Join框架計算數(shù)組元素的總和。
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;public class ForkJoinSumCalculator {// 定義任務類static class SumTask extends RecursiveTask<Long> {private static final