Fork/Join框架简介

一、Fork/Join框架简介

Fork/Join框架是Java 7引入的一个用于并行执行任务的框架，它可以将一个大任务分割成若干个小任务，并行执行这些小任务，然后将每个小任务的结果合并起来，得到大任务的结果。这种框架特别适合于能够被递归分解成更小任务的问题。

1. 核心类 Fork/Join框架的核心类有两个：ForkJoinPool和ForkJoinTask。

• （1）ForkJoinPool：实现了ExecutorService接口，用于执行ForkJoinTask任务。
• （2）ForkJoinTask：是一个抽象类，表示可以被分割成小块的任务。它的两个子类RecursiveAction和RecursiveTask分别表示没有返回值的任务和有返回值的任务。

工作窃取算法 Fork/Join框架采用了工作窃取（Work-Stealing）算法。工作窃取算法是指当某个线程的任务队列中没有任务时，它会从其他线程的任务队列中窃取任务来执行。这种方式可以充分利用线程资源，提高程序的性能。

二、Fork/Join框架代码例子及注释

1. 以下是一个使用Fork/Join框架计算斐波那契数列的示例：

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
public class ForkJoinExample {// 计算斐波那契数列的ForkJoin任务static class FibonacciTask extends RecursiveTask<Integer> {final int n;FibonacciTask(int n) {this.n = n;}@Overrideprotected Integer compute() {// 当n小于等于1时，直接返回结果if (n <= 1) {return n;}// 创建子任务计算Fibonacci(n-1)FibonacciTask f1 = new FibonacciTask(n - 1);f1.fork(); // 异步执行子任务// 创建子任务计算Fibonacci(n-2)FibonacciTask f2 = new FibonacciTask(n - 2);return f2.compute() + f1.join(); // 计算子任务结果并返回}}public static void main(String[] args) {// 创建ForkJoinPool实例ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();// 创建任务并执行FibonacciTask fibonacciTask = new FibonacciTask(10);Integer result = forkJoinPool.invoke(fibonacciTask);// 输出结果System.out.println("斐波那契数列第10项的结果为：" + result);}
}

代码注释：

1. 定义一个内部类FibonacciTask，继承自RecursiveTask，并指定返回值类型为Integer。

2. 在FibonacciTask类中，定义一个成员变量n，表示要计算的斐波那契数列的项数。

3. 实现compute()方法，该方法用于计算斐波那契数列的值。当n小于等于1时，直接返回n；否则，递归地创建子任务并计算结果。

4. 在main方法中，创建ForkJoinPool实例，并创建FibonacciTask任务。

5. 通过invoke()方法提交任务并获取结果。

6. 输出计算结果。 在实际应用中，我们可以根据任务的特点和需求，自定义RecursiveTask或RecursiveAction来实现并行计算。Fork/Join框架适用于计算密集型任务，能够有效提高程序的并行度和性能。