上篇博客我们介绍了通过CyclicBarrier使线程同步,可是上述方法存在一个问题,那就是假设一个大任务跑了2个线程去完毕。假设线程2耗时比线程1多2倍。线程1完毕后必须等待线程2完毕。等待的过程线程1没法复用。如今我们准备解决问题,我们希望线程1完毕自己的任务后能去帮助线程2完毕一部分任务。

Java7引如了Fork/Join框架能够非常好的解决问题。

Fork/Join是一个用于并行运行任务的框架,是一个把大任务切割成若干个小任务。最后汇总每一个小任务结果后得到大任务结果的框架。

fork是分叉。join是结合。

以下看张图来清晰的认识一下:

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事实上Fork/Join本质上是分治算法的一种实现。以下我们来看怎么详细使用:

ForkJoinTask:我们要使用Fork/Join框架,必须首先创建一个Fork/Join任务。它提供在任务中运行fork()和join()操作的机制,通常情况下我们不须要直接继承ForkJoinTask类。而仅仅须要继承它的子类,Fork/Join框架提供了下面两个子类:

RecursiveAction:用于没有返回结果的任务。

RecursiveTask :用于有返回结果的任务。

ForkJoinPool:ForkJoinTask须要通过ForkJoinPool来运行,任务切割出的子任务会加入到当前工作线程所维护的双端队列中,进入队列的头部。

当一个工作线程的队列里临时没有任务时,它会随机从其它工作线程的队列的尾部获取一个任务。

以下,我们相同实现考试系统抽题的样例。

GetQuestionsTask.java

public class GetQuestionsTask extends RecursiveTask<List> {

	//參数map
private Map map;
//參数list==仅仅放题型
private List questionTypeList; public GetQuestionsTask(List questionTypeList,Map map) {
this.questionTypeList = questionTypeList;
this.map=map;
} @Override
protected List compute() {
System.out.println(questionTypeList.size());
List list = new ArrayList();
if (questionTypeList.size() < 2) {
// 抽题
list = getQuestions(questionTypeList,map);
} else {
int size = questionTypeList.size();
int mid = size / 2;
GetQuestionsTask task1 = new GetQuestionsTask(
questionTypeList.subList(0, mid),map);
GetQuestionsTask task2 = new GetQuestionsTask(
questionTypeList.subList(mid, size),map);
invokeAll(task1, task2);
try {
list = groupResults(task1.get(), task2.get());
} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace();
}
} return list;
} //合并抽题结果
private List groupResults(List list1, List list2) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始合并结果......");
// 合并返回结果
List list = new ArrayList();
list.addAll(list1);
list.addAll(list2);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"合并结果结束......");
return list;
} // 抽题
private List getQuestions(List questTypeList,Map map) {
List list = new ArrayList();
for(int i=0;i<questTypeList.size();i++){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"開始抽题......"+questionTypeList.get(i).toString());
//假数据,向list中放试题
list.add("0");
list.add("1");
list.add("2");
list.add("3");
list.add("4");
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"抽题结束..."+questionTypeList.get(i).toString());
}
return list;
} }

client:

//该池的线程数量不会超过0*7fff个(32767)
//池中维护着ForkJoinWorkerThread对象数组,数组大小由parallelism属性决定,parallelism默觉得处理器个数
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
GetQuestionsTask task = new GetQuestionsTask(questionTypeList, map);
pool.execute(task);
// 试题列表=task.get()
try {
List finalList = task.get();
System.out.println("终于结果个数:" + finalList.size());
} catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace();
} catch (ExecutionException e) { e.printStackTrace();
}

总结:

Fork/Join实现了“工作窃取算法”,当一个工作线程的队列里临时没有任务时。它会随机从其它工作线程的队列的尾部获取一个任务。当然,fork/join框架的使用有一定的约束条件:

1.除了fork()  和  join()方法外,线程不得使用其它的同步工具。

线程最好也不要sleep()

2.线程不得进行I/O操作

3.线程不得抛出checked exception。

04-03 05:43