ForkJoin 的使用以及原理

原理

Fork-Join 是一种并行计算模式，它通常用于解决递归式或者分治式的问题。其原理基于将一个大的任务划分成若干个小任务，然后并行地执行这些小任务，最后将它们的结果合并起来得到最终的结果。
具体来说，Fork-Join 模式包含两个关键步骤：分解（Fork）和合并（Join）。

分解（Fork）
在这一步骤中，大任务被分解成若干个小任务，通常采用递归或者分治的方式来实现。每个小任务相对独立，可以被并行执行。
合并（Join）
在这一步骤中，各个小任务并行执行完毕后，它们的结果被合并起来得到最终的结果。通常采用递归的方式，从底层的任务开始，不断地将结果向上合并，直到得到最终的结果。

Fork-Join 模式通常使用线程池来管理任务的执行。Java 中的 ForkJoinPool 类提供了对 Fork-Join 模式的支持，它使用了工作窃取（Work-Stealing）算法来提高并行计算的效率。在工作窃取算法中，每个线程都维护一个任务队列，当一个线程完成自己的任务后，它会从其他线程的任务队列中偷取任务来执行，这样可以避免线程因为任务执行完毕而空闲的情况，从而提高了整体的并行效率。

总的来说，Fork-Join 模式通过将大任务分解成小任务，并行执行这些小任务，然后合并结果，以达到提高计算效率的目的。

在网上找的图：
在这里插入图片描述

使用例子

package conturrent.model.forkjoin;import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.*;public class CountTest {public static void main(String[] args) throws InterruptedException, ExecutionException {ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(3);//创建一个计算任务，计算 由1加到12CountTask countTask = new CountTask(1, 12);Future<Integer> future = forkJoinPool.submit(countTask);System.out.println("最终的计算结果：" + future.get());}@Testpublic void testMain () throws ExecutionException, InterruptedException {int[] ints = new int[1000];for (int i = 0; i < 1000; i++) {ints[i] = i;}// Arrays的parallelSort使用的就是forkjoinArrays.parallelSort(ints);// ForkJoinTask<Integer> submit = ForkJoinPool.commonPool().submit();}
}class CountTask extends RecursiveTask<Integer> {private static final int THRESHOLD = 2; // 阀值private int start; // 起始位置private int end; // 结束位置public CountTask(int start, int end) {this.start = start;this.end = end;}@Overrideprotected Integer compute() {int sum = 0;boolean canCompute = (end - start) <= THRESHOLD;//任务已经足够小，可以直接计算，并返回结果if (canCompute) {for (int i = start; i <= end; i++) {sum += i;}System.out.println("执行计算任务，计算    " + start + "到 " + end + "的和  ，结果是：" + sum + "   执行此任务的线程：" + Thread.currentThread().getName());return sum;} else { //任务过大，需要切割System.out.println("任务过大，切割的任务：  " + start + "加到 " + end + "的和       执行此任务的线程：" + Thread.currentThread().getName());int middle = (start + end) / 2;//切割成两个子任务CountTask leftTask = new CountTask(start, middle);CountTask rightTask = new CountTask(middle + 1, end);//执行子任务leftTask.fork();rightTask.fork();//等待子任务的完成，并获取执行结果invokeAll(leftTask,rightTask);return leftTask.join() + rightTask.join();}}
}