Fork/Join的使用与原理解析

一、什么是ForkJoin

Java 7开始引入了一种新的Fork/Join线程池，它可以把一个大任务拆成多个小任务并行执行，然后汇总每个小任务的执行结果得到这个大任务的最终结果。

Fork/Join任务的原理：判断一个任务是否足够小，如果足够小则直接计算，否则，就分拆成几个小任务分别计算。

fork()：在当前线程运行的线程池中创建一个子任务；
join()：模块子任务完成的时候返回任务结果；

二、工作窃取

大任务被分割为独立的子任务，并且子任务分别放到不同的队列里，并为每个队列创建一个线程来执行队列里的任务，假设线程B优先把分配到自己队列里的任务执行完毕，此时如果线程对应的队列里还有任务等待执行，空闲的线程B会窃取线程A队列里任务执行，并且为了减少窃取任务时线程B和被窃取任务线程A之间的发生竞争，窃取任务的线程B会从队列的尾部获取任务执行，被窃取任务线程A会从队列的头部获取任务执行。

三、应用举例

求1~10000的和

//传统思维
public static void main(String[] args) {
    int sum = 0;
    long start = System.currentTimeMillis();
    for (long i = 0; i < 100000000L; i++) {
        sum += i;
    }
    long end = System.currentTimeMillis();
    System.out.println(end-start);
}

ForkJoin的使用通过ForkJoinPool来执行（在大数据量的时候才使用）

public class ForkJoinTest {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        long start = System.currentTimeMillis();

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> task = new ForkJoinDemo(1L, 100000000L);
        //提交任务
        ForkJoinTask<Long> submit = forkJoinPool.submit(task);
        Long sum = submit.get();

        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end-start);
    }
}

public class ForkJoinDemo extends RecursiveTask<Long> {

    private Long start = 1L;
    private Long end = 100000000L;

    //临界值
    private Long temp = 10000L;

    public ForkJoinDemo(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Long compute() {
        if ((end - start) < temp) {
            // 基本运算
            Long sum = 0L;
            for (Long i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }
            return sum;
        }else {
            // ForkJoin
            Long middle = (start + end)/2;
            // 把一个大任务拆分成两个小任务
            ForkJoinDemo task1 = new ForkJoinDemo(start, middle);
            // 把任务压入线程队列
            task1.fork();
            ForkJoinDemo task2 = new ForkJoinDemo(middle+1, end);
            task2.fork();
            return task1.join()+task2.join();
        }
    }
}