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二、Java并发 Java Fork-Join

fork/join 框架是 Java 7 中引入的 ,它是一个工具,通过 「 分而治之 」 的方法尝试将所有可用的处理器内核使用起来帮助加速并行处理。

在实际使用过程中,这种 「 分而治之 」的方法意味着框架首先要 fork ,递归地将任务分解为较小的独立子任务,直到它们足够简单以便异步执行。然后,join 部分开始工作,将所有子任务的结果递归地连接成单个结果,或者在返回 void 的任务的情况下,程序只是等待每个子任务执行完毕。

为了提供有效的并行执行,fork/join 框架使用了一个名为 ForkJoinPool 的线程池,用于管理 ForkJoinWorkerThread 类型的工作线程。

ForkJoinPool 线程池

ForkJoinPool 是 fork/join 框架的核心,是 ExecutorService 的一个实现,用于管理工作线程,并提供了一些工具来帮助获取有关线程池状态和性能的信息。

工作线程一次只能执行一个任务。

ForkJoinPool 线程池并不会为每个子任务创建一个单独的线程,相反,池中的每个线程都有自己的双端队列用于存储任务 ( double-ended queue )( 或 deque,发音 deck )。

这种架构使用了一种名为工作窃取( work-stealing )算法来平衡线程的工作负载。

工作窃取( work-stealing )算法

要怎么解释 「 工作窃取算法 」 呢 ?

简单来说,就是 空闲的线程试图从繁忙线程的 deques 中 窃取 工作

默认情况下,每个工作线程从其自己的双端队列中获取任务。但如果自己的双端队列中的任务已经执行完毕,双端队列为空时,工作线程就会从另一个忙线程的双端队列尾部或全局入口队列中获取任务,因为这是最大概率可能找到工作的地方。

这种方法最大限度地减少了线程竞争任务的可能性。它还减少了工作线程寻找任务的次数,因为它首先在最大可用的工作块上工作。

ForkJoinPool 线程池的实例化

Java 8

在Java 8 中,创建 ForkJoinPool 实例的最简单的方式就是使用其静态方法 commonPool()