Java--8--新特性--串并行流与ForkJoin框架

之前说的AQS，其实AQS的设计很难达到的高度，开发中常用的工具想出来，知道大家有这个需求，开发人员需求可以通过这种方式降低代码量，软件开发思维很重要，抽象的模板方法，模板方法的经典实现（AbstractOwnableSynchronizer），看一些源码，实现原理，还需要了解内部的原理，原理无非就是用到了park，unpark，lock，sync，逻辑其实不复杂，仔细看都可以看懂，关键抽象的思维真的很难理解透，看它的源码就是要理解，原来可以这么取抽象，大家中存在大量的重复的逻辑，这时候需要考虑能否将重复代码进行抽象，重复的代码逻辑，AQS身上类似的逻辑，是否可以抽象成，一个模板的方法，设计模式的提现。增删改查在很多框架里面也进行了抽象，逻辑是固定的，都可以进行抽象的。做成地图的方式学习他的思维很重要。

（一）ForkJoin

• ① 介绍

从JDK1.7开始，Java提供Fork/Join框架用于并行执行任务，它的思想就是讲一个大任务分割成若干小任务，最终汇总每个小任务的结果得到这个大任务的结果。将一个复杂的计算，按照设定的阈值进行分解成多个计算，然后将各个计算结果进行汇总。相应的ForkJoin将复杂的计算当做一个任务。而分解的多个计算则是当做一个子任务。

• ② 场景

ForkJoinPool 是 ExecutorService接口的实现，它专为可以递归分解成为小块的工作而设计，for/join框架将任务分配给线程池中的工作线程，充分利用多处理器的优势，提高程序性能。

使用fork join 的第一步是编写执行一部分工作的代码。将代码包装在ForkJoinTask子类中，通常是RecursiveTask（可以返回结果） 或 RecursiveAction。

• ③ 实现思路

1. 每个worker线程都维护一个任务队列，即ForkJoinWorkerThread中的任务队列。
2. 任务队列是双向队列，这样可以同时实现LIFO和FIFO（First in, First out.先进先出。Last in, First out.后进先出）
3. 子任务会被加入到原先任务所在worker线程的任务队列。
4. Worker线程用LIFO的方法取出任务，后进队列的任务先取出来（子任务总是后加入队列，但是需要先执行）
5. 当任务队列为空，会随机从其他的worker的队列中拿走一个任务执行（工作窃取：steal work）
6. 如果一个worker线程遇到了join操作，而这个时候正在处理其他任务，会等到这个任务结束。否则直接返回。
7. 如果一个worker线程窃取任务失败，它会用yield或者sleep之类的方法休息一会，再尝试（如果所有线程都是空闲状态，即没有任务运行，那么该线程也会进入阻塞状态等新任务的到来）

• ⑤ 适用

适用尽可能少的线程池 - 在大多数情况下，最好的决定是为了每个应用程序或系统使用一个线程池，如果不需要特定调整，请使用默认的公共线程池，使用合理的阈值将ForkJoinTask拆分为子任务，避免ForkJoinTask中出现任何阻塞（调用接口，调用数据库）。

• ⑥ 源码

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

// 分而治之的理念
public class ForkJoinDemo {
    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        // 默认情况下，并行线程数量等于可用处理器的数量
        // ForkJoinPool与其他类型的ExecutorService的区别主要在于它使用了工作窃取:
        // 池中的所有线程都试图查找和执行提交给池的任务和/或其他活动任务创建的任务
        // (如果不存在工作，则最终阻塞等待工作)。
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();

        RecursiveTask recursiveTask = new RecursiveTask() {
            @Override
            protected String compute() {
                try {
                    Thread.sleep(1000L);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                System.out.println(toString() + "" + Thread.currentThread());
                ForkJoinTask newTask = this.fork();
                newTask.join();
                System.out.println("执行结束");
                return "";
            }
        };

        ForkJoinTask submit = forkJoinPool.submit(recursiveTask);
        ForkJoinTask submitx = forkJoinPool.submit(recursiveTask);
        System.out.println(submit.get());

        recursiveTask.join();
    }
}

PS：工作窃取带来的性能提升偏理论，API的复杂性较高，实际研发中可控性来说不如其他API。一般使用最多的就是做数据处理。接口和数据库尽量不要使用，线程如何堵塞了就尴尬了。吐槽下，从JDK1.8以后，JDK的源码越来越难度了，变量都是一个字母。