java面试题-ForkJoinPool你知道是什么吗

ForkJoinPool 是 JDK 1.7 开始提供的线程池，用于解决 CPU 负载不均衡的问题。本教程将介绍 ForkJoinPool 的基本使用和示例代码，并对代码进行详细解析，帮助读者更好地理解和应用 ForkJoinPool。

1. ForkJoinPool 简介

ForkJoinPool 是为了解决大任务拆分成小任务执行，以提高多核处理器上的计算性能。它的任务拆分机制采用"分而治之"的思想，将一个大任务分解成多个小任务，分别交给不同的线程执行。其中，ForkJoinTask 是表示任务的基类，有两个主要的子类：RecursiveAction（无返回结果）和 RecursiveTask（有返回结果）。

2. ForkJoinPool 示例

2.1 无返回值的任务示例

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.RecursiveAction;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class TestForkJoinPool {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        testNoResultTask();
    }

    public static void testNoResultTask() throws Exception {
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        pool.submit(new PrintTask(1, 200));
        pool.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS);
        pool.shutdown();
    }
}

class PrintTask extends RecursiveAction {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static final int THRESHOLD = 49;
    private int start;
    private int end;

    public PrintTask(int start, int end) {
        super();
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected void compute() {
        if (end - start < THRESHOLD) {
            for (int i = start; i <= end; i++) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ", i = " + i);
            }
        } else {
            int middle = (start + end) / 2;
            PrintTask firstTask = new PrintTask(start, middle);
            PrintTask secondTask = new PrintTask(middle + 1, end);
            firstTask.fork();
            secondTask.fork();
        }
    }
}

2.2 有返回值的任务示例

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

public class TestForkJoinPool {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        testHasResultTask();
    }

    public static void testHasResultTask() throws Exception {
        int result1 = 0;
        for (int i = 1; i <= 200; i++) {
            result1 += i;
        }
        System.out.println("循环计算 1-200 累加值：" + result1);

        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Integer> task = pool.submit(new CalculateTask(1, 200));
        int result2 = task.get();
        System.out.println("并行计算 1-200 累加值：" + result2);
        pool.awaitTermination(2, TimeUnit.SECONDS);
        pool.shutdown();
    }
}

class CalculateTask extends RecursiveTask<Integer> {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static final int THRESHOLD = 49;
    private int start;
    private int end;

    public CalculateTask(int start, int end) {
        super();
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    @Override
    protected Integer compute() {
        if (end - start <= THRESHOLD) {
            int result = 0;
            for (int i = start; i <= end; i++) {
                result += i;
            }
            return result;
        } else {
            int middle = (start + end) / 2;
            CalculateTask firstTask = new CalculateTask(start, middle);
            CalculateTask secondTask = new CalculateTask(middle + 1, end);
            firstTask.fork();
            secondTask.fork();
            return firstTask.join() + secondTask.join();
        }
    }
}

3. ForkJoinPool 使用总结

• ForkJoinPool 适用于大任务的并行计算，通过任务拆分和合并提高多核处理器上的性能。
• RecursiveAction 用于无返回结果的任务，RecursiveTask 用于有返回结果的任务。
• 使用 fork() 拆分任务，使用 join() 合并任务结果。
• 注意阈值的设定，过小的阈值可能导致任务划分过细，而过大的阈值可能无法充分发挥并行计算的优势。

希望通过本教程，读者能够理解 ForkJoinPool 的基本使用方式和示例，并在适当的

场景中应用该线程池提高计算性能。

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