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一文秒懂 Java ForkJoinPool

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ForkJoinPool 是Java 7 中引入的 fork/join 框架的核心之一。它解决了一个常见的问题: 如何在递归中生成多个任务。因为,即使是使用一个简单的 ThreadPoolExecutor ,也会在不断的递归中快速耗尽线程。因为每个任务或子任务都需要自己的线程来运行。

在 fork/join 框架中,任何任务都可以生成 ( fork ) 多个子任务并使用 join() 方法等待它们的完成。fork/join 框架的好处是它不会为每个任务或子任务创建新线程,而是实现了 工作窃取 ( Work Stealing ) 算法。关于 fork/join 框架的详细信息,你可以访问我们的 一文秒懂 Java Fork/Join

接下来,我们看一个使用 ForkJoinPool 遍历节点树并计算所有叶值之和的简单示例。在这个示例中,树是一个由节点,int 值和一组子节点组成。

static class TreeNode {

    int value;

    Set<TreeNode> children;

    TreeNode(int value, TreeNode... children) {
        this.value = value;
        this.children = Sets.newHashSet(children);
    }
}

创建了树 TreeNode 之后,如果我们想要并行地对树中的所有值求和,我们需要实现一个 RecursiveTask<Integer> 接口。每个任务都接收自己的节点,并将其值添加到其子节点的值之和上。

要计算子节点值的总和,任务实现执行以下操作

  1. 将子节点集合转换为流 ( stream )
  2. 映射前面操作中创建的流,为每个元素创建一个新的 CountingTask
  3. 通过 fork 执行每个子任务
  4. 通过在每个 fork 任务上调用 join() 方法来收集结果
  5. 使用 Collectors.summingInt 收集器对结果求和
public static class CountingTask extends RecursiveTask&lt;Integer&gt; {

    private final TreeNode node;

    public CountingTask(TreeNode node) {
        this.node = node;
    }

    @Override
    protected Integer compute() {
        return node.value + node.children.stream()
          .map(childNode -&gt; new CountingTask(childNode).fork())
          .collect(Collectors.summingInt(ForkJoinTask::join));
    }
}

在树上运行计算的代码非常简单:

TreeNode tree = new TreeNode(5,
  new TreeNode(3), new TreeNode(2,
    new TreeNode(2), new TreeNode(8)));

ForkJoinPool forkJoinPool = ForkJoinPool.commonPool();
int sum = forkJoinPool.invoke(new CountingTask(tree));
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