先来简单了解 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。
Fork/Join 框架与传统线程池的区别
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。
JDK8 对 Fork/Join 的优化
JDK8 对 Fork/Join 的优化:主要是让 Fork/Join 使用起来更加方便。对 Fork/Join 进行了封装,简化使用方式。
对于 JDK8 对 Fork/Join 的底层优化,这里不进行分析。
示例代码
/**
* 求和
*/
public class ForkJoin {
/**
* JDK8 之前的写法
*/
@Test
public void test1() {
long start = System.currentTimeMillis();
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinCalculate(0L, 10000000000L);
long sum = pool.invoke(task);
System.out.println(sum);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗费的时间为: " + (end - start)); // 112-1953-1988-2654-2647-20663-113808
}
/**
* 普通的写法
*/
@Test
public void test2() {
long start = System.currentTimeMillis();
long sum = 0L;
for (long i = 0L; i <= 10000000000L; i++) {
sum += i;
}
System.out.println(sum);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗费的时间为: " + (end - start)); // 34-3174-3132-4227-4223-31583
}
/**
* JDK8 的写法
*/
@Test
public void test3() {
long start = System.currentTimeMillis();
Long sum = LongStream.rangeClosed(0L, 10000000000L).parallel().sum();
System.out.println(sum);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("耗费的时间为: " + (end - start)); // 2061-2053-2086-18926
}
}
public class ForkJoinCalculate extends RecursiveTask<Long> {
private long start;
private long end;
private static final long THRESHOLD = 10000L; // 临界值
public ForkJoinCalculate(long start, long end) {
this.start = start;
this.end = end;
}
@Override
protected Long compute() {
long length = end - start;
if (length <= THRESHOLD) {
long sum = 0;
for (long i = start; i <= end; i++) {
sum += i;
}
return sum;
} else {
long middle = (start + end) / 2;
ForkJoinCalculate left = new ForkJoinCalculate(start, middle);
left.fork(); // 拆分,并将该子任务压入线程队列
ForkJoinCalculate right = new ForkJoinCalculate(middle + 1, end);
right.fork();
return left.join() + right.join();
}
}
}
运行结果:
-5340232216128654848
耗费的时间为: 2488
-5340232216128654848
耗费的时间为: 3445
-5340232216128654848
耗费的时间为: 1836