一、认识Fork Join

Fork/Join框架是Java7提供了的一个用于并行执行任务的框架，是一个把大任务分割成若干个小任务，最终汇总每个小任务结果后得到大任务结果的框架。

如图所示，整个过程分为两部分：首先将大任务分成若干小任务（Fork），然后并行处理后把小任务执行的结果汇总（Join）。

二、相关知识

1、线程池

以前我们使用线程的时候就去创建一个线程，这样实现起来非常简便，但是就会有一个问题：如果并发的线程数量很多，并且每个线程都是执行一个时间很短的任务就结束了，这样频繁创建线程就会大大降低系统的效率，因为频繁创建线程和销毁线程需要耗费时间和内存。

那么有没有一种办法使得线程可以复用呢，就是执行完一个任务，并不被销毁，而是可以继续执行其他的任务？答案是肯定的，线程池就充当了这样的角色。

2、工作窃取算法

工作窃取（work-stealing）算法是指某个线程从其它线程的队列中窃取任务来执行。

那么为什么需要使用工作窃取算法呢？假如我们需要做一个比较大的任务，我们可以把这个任务分割为若干互不依赖的子任务，为了减少线程间的竞争，于是把这些子任务分别放到不同的队列里，并为每个队列创建一个单独的线程来执行队列里的任务，线程和队列一一对应，比如A线程负责处理A队列里的任务。但是有的线程会先把自己队列里的任务干完，而其他线程对应的队列里还有任务等待处理。干完活的线程与其等着，不如去帮其他线程干活，于是它就去其他线程的队列里窃取一个任务来执行。而在这时它们会访问同一个队列，所以为了减少窃取任务线程和被窃取任务线程之间的竞争，通常会使用双端队列，被窃取任务线程永远从双端队列的头部拿任务执行，而窃取任务的线程永远从双端队列的尾部拿任务执行。

并行分治计算中通常使用Work-stealing策略。

3、双端队列

双端队列（deque，全名double-ended queue）是一个限定插入和删除操作的数据结构，具有队列和栈的性质。双端队列中的元素可以从两端弹出，其限定插入和删除操作在表的两端进行。

三、主要类

1、ForkJoinPool

ForkJoinPool是ExecutorService的实现类，因此是一种特殊的线程池。创建了ForkJoinPool实例之后，就可以调用ForkJoinPool的submit(ForkJoinTask<T> task) 或invoke(ForkJoinTask<T> task)方法来执行指定任务了。

2、ForkJoinTask

ForkJoinPool执行的任务类，实现了Future接口，因此可以在获取到结果前处于阻塞状态。它有两个实现类：RecursiveTask可以返回结果，RecursiveAction没有返回结果。

四、使用例子

例如，我们要计算1~1亿之间所有整数的平方之和。

public class CountTask extends RecursiveTask<Long> {

	// 阈值
	private static final long MAX_NUM = 1000;// 阈值

	// 开始数
	private long start;

	// 结尾数
	private long end;

	public CountTask(long start, long end) {
		this.start = start;
		this.end = end;
	}

	@Override
	protected Long compute() {
		long sum = 0;
		// 如果任务足够小就计算任务
		boolean canCompute = (end - start) <= MAX_NUM;

		if (canCompute) {
			for (long i = start; i <= end; i++) {
				sum += i*i;
			}
		} else {
			// 如果任务大于阀值，就分裂成两个子任务计算
			long middle = (start + end) / 2;
			CountTask leftTask = new CountTask(start, middle);
			CountTask rightTask = new CountTask(middle + 1, end);
			// 执行子任务
			leftTask.fork();
			rightTask.fork();
			// 等待子任务执行完，并得到其结果
			long leftResult = leftTask.join();
			long rightResult = rightTask.join();
			// 合并子任务
			sum = leftResult + rightResult;
		}
		return sum;
	}

}

测试

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
		// 生成一个计算任务，负责计算1到1亿之间所有整数的平方之和
		CountTask task = new CountTask(1, 100_000_000);
		// 执行一个任务
		Future<Long> result = forkJoinPool.submit(task);
		try {
			System.out.println(result.get());
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (ExecutionException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

}

结果为

五、源码解读

1、首先看forkJoinPool.submit(task)：提交任务，非空校验。

2、我看不下去了，哈哈哈...

3、等我偷经回来再补上哈！！！

ForkJoin