Executor家族-ForkJoinPool分支合并 工作窃取

    ForkJoin框架：就是在必要的情况下，将一个大任务，进行拆分成若干个小任务（拆到不能再拆时），再将一个个的小任务运算的结果进行join汇总。

引用InfoQ的图： image.png

    用ForkJoin之前先了解一下工作窃取算法：
    工作窃取（work-stealing）算法是指某个线程从其他队列里窃取任务来执行。工作窃取的运行流程图如下：

image.png

工作窃取算法有什么用？

    假如我们需要做一个比较大的任务，我们可以把这个任务分割为若干互不依赖的子任务，为了减少线程间的竞争，于是把这些子任务分别放到不同的队列里，并为每个队列创建一个单独的线程来执行队列里的任务，线程和队列一一对应，比如 A 线程负责处理 A 队列里的任务。但是有的线程会先把自己队列里的任务干完，而其他线程对应的队列里还有任务等待处理。干完活的线程与其等着，不如去帮其他线程干活，于是它就去其他线程的队列里窃取一个任务来执行。而在这时它们会访问同一个队列，所以为了减少窃取任务线程和被窃取任务线程之间的竞争，通常会使用双端队列，被窃取任务线程永远从双端队列的头部拿任务执行，而窃取任务的线程永远从双端队列的尾部拿任务执行
    说到底还是为了提高CPU资源利用率

    工作窃取算法的优点是充分利用线程进行并行计算，并减少了线程间的竞争，其缺点是在某些情况下还是存在竞争，比如双端队列里只有一个任务时。并且消耗了更多的系统资源，比如创建多个线程和多个双端队列。

    在用ForkJoin框架之前，要知道有三个任务类，分别是：ForkJoinTask（父类）、RecursiveAction（无返回值的任务）、RecursiveTask（有返回值的任务），在用的时候，我们只需要继承RecursiveAction和RecursiveTask就ok。

image.png
image.png

代码示例：

package com.yu.test.forkjoin;

import java.util.concurrent.RecursiveTask;

/**
 * @author yudiancheng
 */
public class CalculationTask extends RecursiveTask<Long> {

    private Long start;
    private Long end;

    private static final long THRESHOLD = 10000L;

    public CalculationTask(Long start, Long end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    public CalculationTask() {
    }

    @Override
    protected Long compute() {
        boolean flag = end - start <= THRESHOLD;

        long sum=0L;
        if(flag) {

            for(long i=start; i<=end; i++) {
                sum += i;
            }
        } else {

            long middle = (start + end) / 2;
            CalculationTask left = new CalculationTask(start, middle);

            left.fork(); // 拆分，并且压入线程队列
            CalculationTask right = new CalculationTask(middle + 1, end);
            right.fork();

            sum = left.join() + right.join(); // 拿到结果合并

        }
        return sum;
    }
}

主函数：

public static void main(String[] args) {

        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();

        CalculationTask calculationTask = new CalculationTask(1L, 10000L);

        Long invoke = forkJoinPool.invoke(calculationTask);

        System.out.println(invoke);


}

    ForkJoinTask在执行过程中可能会抛出异常在主线程中无法捕获异常，ForkJoinTask 提供了 isCompletedAbnormally() 方法来检查任务是否已经抛出异常或已经被取消了，并且可以通过 ForkJoinTask 的 getException 方法获取异常。

if(calculationTask.isCompletedAbnormally()) {
            calculationTask.getException();
 }