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JDK 7中的 Fork/Join模式

作者：zhangziyangup
開(kāi)發(fā) 后端
對(duì)Fork/Join 模式的支持可能是對(duì)開(kāi)發(fā)并行軟件來(lái)說(shuō)最通用的新特性。在 JSR-166y 中，Doug Lea 實(shí)現(xiàn)ArrayTasks/ListTasks/IntTasks/LongTasks/DoubleTasks 時(shí)就大量的用到了 Fork/Join 模式。讀者還需要注意一點(diǎn)，因?yàn)?JDK 7 還沒(méi)有正式發(fā)布，因此本文涉及到的功能和發(fā)布版本有可能不一樣。

介  紹

隨著多核芯片逐漸成為主流，大多數(shù)軟件開(kāi)發(fā)人員不可避免地需要了解并行編程的知識(shí)。而同時(shí)，主流程序語(yǔ)言正在將越來(lái)越多的并行特性合并到標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)或者語(yǔ)言本身之中。我們可以看到，JDK 在這方面同樣走在潮流的前方。在 JDK 標(biāo)準(zhǔn)版 5 中，由 Doug Lea 提供的并行框架成為了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的一部分（JSR-166）。隨后，在 JDK 6 中，一些新的并行特性，例如并行 collection 框架，合并到了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中（JSR-166x）。直到今天，盡管 Java SE 7 還沒(méi)有正式發(fā)布，一些并行相關(guān)的新特性已經(jīng)出現(xiàn)在 JSR-166y 中：

1.Fork/Join 模式；

2.TransferQueue，它繼承自 BlockingQueue 并能在隊(duì)列滿時(shí)阻塞“生產(chǎn)者”；

3.ArrayTasks/ListTasks，用于并行執(zhí)行某些數(shù)組/列表相關(guān)任務(wù)的類；

4.IntTasks/LongTasks/DoubleTasks，用于并行處理數(shù)字類型數(shù)組的工具類，提供了排序、查找、求和、求最小值、求最大值等功能；

其中，對(duì) Fork/Join 模式的支持可能是對(duì)開(kāi)發(fā)并行軟件來(lái)說(shuō)最通用的新特性。在 JSR-166y 中，Doug Lea 實(shí)現(xiàn)ArrayTasks/ListTasks/IntTasks/LongTasks/DoubleTasks 時(shí)就大量的用到了 Fork/Join 模式。讀者還需要注意一點(diǎn)，因?yàn)?JDK 7 還沒(méi)有正式發(fā)布，因此本文涉及到的功能和發(fā)布版本有可能不一樣。

Fork/Join 模式有自己的適用范圍。如果一個(gè)應(yīng)用能被分解成多個(gè)子任務(wù)，并且組合多個(gè)子任務(wù)的結(jié)果就能夠獲得最終的答案，那么這個(gè)應(yīng)用就適合用 Fork/Join 模式來(lái)解決。圖 1 給出了一個(gè) Fork/Join 模式的示意圖，位于圖上部的 Task 依賴于位于其下的 Task 的執(zhí)行，只有當(dāng)所有的子任務(wù)都完成之后，調(diào)用者才能獲得 Task 0 的返回結(jié)果。

圖 1. Fork/Join 模式示意圖

可以說(shuō)，F(xiàn)ork/Join 模式能夠解決很多種類的并行問(wèn)題。通過(guò)使用 Doug Lea 提供的 Fork/Join 框架，軟件開(kāi)發(fā)人員只需要關(guān)注任務(wù)的劃分和中間結(jié)果的組合就能充分利用并行平臺(tái)的優(yōu)良性能。其他和并行相關(guān)的諸多難于處理的問(wèn)題，例如負(fù)載平衡、同步等，都可以由框架采用統(tǒng)一的方式解決。這樣，我們就能夠輕松地獲得并行的好處而避免了并行編程的困難且容易出錯(cuò)的缺點(diǎn)。

使用 Fork/Join 模式

在開(kāi)始嘗試 Fork/Join 模式之前，我們需要從 Doug Lea 主持的 Concurrency JSR-166 Interest Site 上下載 JSR-166y 的源代碼，并且我們還需要安裝最新版本的 JDK 6（下載網(wǎng)址請(qǐng)參閱 參考資源）。Fork/Join 模式的使用方式非常直觀。首先，我們需要編寫(xiě)一個(gè) ForkJoinTask 來(lái)完成子任務(wù)的分割、中間結(jié)果的合并等工作。隨后，我們將這個(gè) ForkJoinTask 交給 ForkJoinPool 來(lái)完成應(yīng)用的執(zhí)行。

通常我們并不直接繼承 ForkJoinTask，它包含了太多的抽象方法。針對(duì)特定的問(wèn)題，我們可以選擇 ForkJoinTask 的不同子類來(lái)完成任務(wù)。RecursiveAction 是 ForkJoinTask 的一個(gè)子類，它代表了一類最簡(jiǎn)單的 ForkJoinTask：不需要返回值，當(dāng)子任務(wù)都執(zhí)行完畢之后，不需要進(jìn)行中間結(jié)果的組合。如果我們從 RecursiveAction 開(kāi)始繼承，那么我們只需要重載 protected void compute() 方法。下面，我們來(lái)看看怎么為快速排序算法建立一個(gè) ForkJoinTask 的子類：

清單 1. ForkJoinTask 的子類

  1. classSortTaskextendsRecursiveAction{  
  2. finallong[]array;  
  3. finalintlo;  
  4. finalinthi;  
  5. privateintTHRESHOLD=30;  
  6.  
  7. publicSortTask(long[]array){  
  8. this.array=array;  
  9. this.lo=0;  
  10. this.hi=array.length-1;  
  11. }  
  12.  
  13. publicSortTask(long[]array,intlo,inthi){  
  14. this.array=array;  
  15. this.lo=lo;  
  16. this.hi=hi;  
  17. }  
  18.  
  19. protectedvoidcompute(){  
  20. if(hi-lo<THRESHOLD)  
  21. sequentiallySort(array,lo,hi);  
  22. else{  
  23. intpivot=partition(array,lo,hi);  
  24. coInvoke(newSortTask(array,lo,pivot-1),newSortTask(array,  
  25. pivot+1,hi));  
  26. }  
  27. }  
  28.  
  29. privateintpartition(long[]array,intlo,inthi){  
  30. longx=array[hi];  
  31. inti=lo-1;  
  32. for(intj=lo;j<hi;j++){  
  33. if(array[j]<=x){  
  34. i++;  
  35. swap(array,i,j);  
  36. }  
  37. }  
  38. swap(array,i+1,hi);  
  39. returni+1;  
  40. }  
  41.  
  42. privatevoidswap(long[]array,inti,intj){  
  43. if(i!=j){  
  44. longtemp=array[i];  
  45. array[i]=array[j];  
  46. array[j]=temp;  
  47. }  
  48. }  
  49.  
  50. privatevoidsequentiallySort(long[]array,intlo,inthi){  
  51. Arrays.sort(array,lo,hi+1);  
  52. }  
  53. } 

在清單1中，SortTask 首先通過(guò) partition() 方法將數(shù)組分成兩個(gè)部分。隨后，兩個(gè)子任務(wù)將被生成并分別排序數(shù)組的兩個(gè)部分。當(dāng)子任務(wù)足夠小時(shí)，再將其分割為更小的任務(wù)反而引起性能的降低。因此，這里我們使用一個(gè) THRESHOLD，限定在子任務(wù)規(guī)模較小時(shí)，使用直接排序，而不是再將其分割成為更小的任務(wù)。其中，我們用到了 RecursiveAction 提供的方法 coInvoke()。它表示：?jiǎn)?dòng)所有的任務(wù)，并在所有任務(wù)都正常結(jié)束后返回。如果其中一個(gè)任務(wù)出現(xiàn)異常，則其它所有的任務(wù)都取消。coInvoke() 的參數(shù)還可以是任務(wù)的數(shù)組。

現(xiàn)在剩下的工作就是將 SortTask 提交到 ForkJoinPool 了。ForkJoinPool() 默認(rèn)建立具有與 CPU 可使用線程數(shù)相等線程個(gè)數(shù)的線程池。我們?cè)谝粋€(gè) JUnit 的 test 方法中將 SortTask 提交給一個(gè)新建的 ForkJoinPool：

清單 2. 新建的 ForkJoinPool

  1. @Test 
  2. publicvoidtestSort()throwsException{  
  3. ForkJoinTasksort=newSortTask(array);  
  4. ForkJoinPoolfjpool=newForkJoinPool();  
  5. fjpool.submit(sort);  
  6. fjpool.shutdown();  
  7.  
  8. fjpool.awaitTermination(30,TimeUnit.SECONDS);  
  9.  
  10. assertTrue(checkSorted(array));  
  11. }  

在上面的代碼中，我們用到了 ForkJoinPool 提供的如下函數(shù)：

1. submit()：將 ForkJoinTask 類的對(duì)象提交給 ForkJoinPool，F(xiàn)orkJoinPool 將立刻開(kāi)始執(zhí)行 ForkJoinTask。

2. shutdown()：執(zhí)行此方法之后，F(xiàn)orkJoinPool 不再接受新的任務(wù)，但是已經(jīng)提交的任務(wù)可以繼續(xù)執(zhí)行。如果希望立刻停止所有的任務(wù)，可以嘗試 shutdownNow() 方法。

3. awaitTermination()：阻塞當(dāng)前線程直到 ForkJoinPool 中所有的任務(wù)都執(zhí)行結(jié)束。

并行快速排序的完整代碼如下所示：

清單 3. 并行快速排序的完整代碼

  1. packagetests;  
  2. importstaticorg.junit.Assert.*;  
  3. importjava.util.Arrays;  
  4. importjava.util.Random;  
  5. importjava.util.concurrent.TimeUnit;  
  6. importjsr166y.forkjoin.ForkJoinPool;  
  7. importjsr166y.forkjoin.ForkJoinTask;  
  8. importjsr166y.forkjoin.RecursiveAction;  
  9. importorg.junit.Before;  
  10. importorg.junit.Test;  
  11. classSortTaskextendsRecursiveAction{  
  12. finallong[]array;  
  13. finalintlo;  
  14. finalinthi;  
  15. privateintTHRESHOLD=0;//Fordemoonly  
  16. publicSortTask(long[]array){  
  17. this.array=array;  
  18. this.lo=0;  
  19. this.hi=array.length-1;  
  20. }  
  21. publicSortTask(long[]array,intlo,inthi){  
  22. this.array=array;  
  23. this.lo=lo;  
  24. this.hi=hi;  
  25. }  
  26. protectedvoidcompute(){  
  27. if(hi-lo<THRESHOLD)  
  28. sequentiallySort(array,lo,hi);  
  29. else{  
  30. intpivot=partition(array,lo,hi);  
  31. System.out.println(" pivot="+pivot+",low="+lo+",high="+hi);  
  32. System.out.println("array"+Arrays.toString(array));  
  33. coInvoke(newSortTask(array,lo,pivot-1),newSortTask(array,  
  34. pivot+1,hi));  
  35. }  
  36. }  
  37. privateintpartition(long[]array,intlo,inthi){  
  38. longx=array[hi];  
  39. inti=lo-1;  
  40. for(intj=lo;j<hi;j++){  
  41. if(array[j]<=x){  
  42. i++;  
  43. swap(array,i,j);  
  44. }  
  45. }  
  46. swap(array,i+1,hi);  
  47. returni+1;  
  48. }  
  49. privatevoidswap(long[]array,inti,intj){  
  50. if(i!=j){  
  51. longtemp=array[i];  
  52. array[i]=array[j];  
  53. array[j]=temp;  
  54. }  
  55. }  
  56. privatevoidsequentiallySort(long[]array,intlo,inthi){  
  57. Arrays.sort(array,lo,hi+1);  
  58. }  
  59. }  
  60. publicclassTestForkJoinSimple{  
  61. privatestaticfinalintNARRAY=16;//Fordemoonly  
  62. long[]array=newlong[NARRAY];  
  63. Randomrand=newRandom();  
  64. @Before 
  65. publicvoidsetUp(){  
  66. for(inti=0;i<array.length;i++){  
  67. array[i]=rand.nextLong()%100;//Fordemoonly  
  68. }  
  69. System.out.println("InitialArray:"+Arrays.toString(array));  
  70. }  
  71. @Test 
  72. publicvoidtestSort()throwsException{  
  73. ForkJoinTasksort=newSortTask(array);  
  74. ForkJoinPoolfjpool=newForkJoinPool();  
  75. fjpool.submit(sort);  
  76. fjpool.shutdown();  
  77. fjpool.awaitTermination(30,TimeUnit.SECONDS);  
  78. assertTrue(checkSorted(array));  
  79. }  
  80. booleancheckSorted(long[]a){  
  81. for(inti=0;i<a.length-1;i++){  
  82. if(a[i]>(a[i+1])){  
  83. returnfalse;  
  84. }  
  85. }  
  86. returntrue;  
  87. }  
  88. }  

運(yùn)行以上代碼，我們可以得到以下結(jié)果：

  1. InitialArray:[46,-12,74,-67,76,-13,-91,-96]  
  2.  
  3. pivot=0,low=0,high=7 
  4. array[-96,-12,74,-67,76,-13,-91,46]  
  5.  
  6. pivot=5,low=1,high=7 
  7. array[-96,-12,-67,-13,-91,46,76,74]  
  8.  
  9. pivot=1,low=1,high=4 
  10. array[-96,-91,-67,-13,-12,46,74,76]  
  11.  
  12. pivot=4,low=2,high=4 
  13. array[-96,-91,-67,-13,-12,46,74,76]  
  14.  
  15. pivot=3,low=2,high=3 
  16. array[-96,-91,-67,-13,-12,46,74,76]  
  17.  
  18. pivot=2,low=2,high=2 
  19. array[-96,-91,-67,-13,-12,46,74,76]  
  20.  
  21. pivot=6,low=6,high=7 
  22. array[-96,-91,-67,-13,-12,46,74,76]  
  23.  
  24. pivot=7,low=7,high=7 
  25. array[-96,-91,-67,-13,-12,46,74,76]  

#p#

Fork/Join 模式高級(jí)特性

使用 RecursiveTask

除了 RecursiveAction，F(xiàn)ork/Join 框架還提供了其他 ForkJoinTask 子類：帶有返回值的 RecursiveTask，使用 finish() 方法顯式中止的 AsyncAction 和 LinkedAsyncAction，以及可使用 TaskBarrier 為每個(gè)任務(wù)設(shè)置不同中止條件的 CyclicAction。

從 RecursiveTask 繼承的子類同樣需要重載 protected void compute() 方法。與 RecursiveAction 稍有不同的是，它可使用泛型指定一個(gè)返回值的類型。下面，我們來(lái)看看如何使用 RecursiveTask 的子類。

清單 4. RecursiveTask 的子類

  1. classFibonacciextendsRecursiveTask<Integer>{  
  2. finalintn;  
  3.  
  4. Fibonacci(intn){  
  5. this.n=n;  
  6. }  
  7.  
  8. privateintcompute(intsmall){  
  9. finalint[]results={1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89};  
  10. returnresults[small];  
  11. }  
  12.  
  13. publicIntegercompute(){  
  14. if(n<=10){  
  15. returncompute(n);  
  16. }  
  17. Fibonaccif1=newFibonacci(n-1);  
  18. Fibonaccif2=newFibonacci(n-2);  
  19. f1.fork();  
  20. f2.fork();  
  21. returnf1.join()+f2.join();  
  22. }  
  23. } 

在清單4 中，F(xiàn)ibonacci 的返回值為 Integer 類型。其 compute() 函數(shù)首先建立兩個(gè)子任務(wù)，啟動(dòng)子任務(wù)執(zhí)行，阻塞以等待子任務(wù)的結(jié)果返回，相加后得到最終結(jié)果。同樣，當(dāng)子任務(wù)足夠小時(shí)，通過(guò)查表得到其結(jié)果，以減小因過(guò)多地分割任務(wù)引起的性能降低。其中，我們用到了 RecursiveTask 提供的方法 fork() 和 join()。它們分別表示：子任務(wù)的異步執(zhí)行和阻塞等待結(jié)果完成。

現(xiàn)在剩下的工作就是將 Fibonacci 提交到 ForkJoinPool 了，我們?cè)谝粋€(gè) JUnit 的 test 方法中作了如下處理：

清單 5. 將 Fibonacci 提交到 ForkJoinPool

  1. @Test 
  2. publicvoidtestFibonacci()throwsInterruptedException,ExecutionException{  
  3. ForkJoinTask<Integer>fjt=newFibonacci(45);  
  4. ForkJoinPoolfjpool=newForkJoinPool();  
  5. Future<Integer>result=fjpool.submit(fjt);  
  6.  
  7. //dosomething  
  8. System.out.println(result.get());  
  9. }  

使用 CyclicAction 來(lái)處理循環(huán)任務(wù)

CyclicAction 的用法稍微復(fù)雜一些。如果一個(gè)復(fù)雜任務(wù)需要幾個(gè)線程協(xié)作完成，并且線程之間需要在某個(gè)點(diǎn)等待所有其他線程到達(dá)，那么我們就能方便的用 CyclicAction 和 TaskBarrier 來(lái)完成。圖 2 描述了使用 CyclicAction 和 TaskBarrier 的一個(gè)典型場(chǎng)景。

圖 2. 使用 CyclicAction 和 TaskBarrier 執(zhí)行多線程任務(wù)

繼承自 CyclicAction 的子類需要 TaskBarrier 為每個(gè)任務(wù)設(shè)置不同的中止條件。從 CyclicAction 繼承的子類需要重載 protected void compute() 方法，定義在 barrier 的每個(gè)步驟需要執(zhí)行的動(dòng)作。compute() 方法將被反復(fù)執(zhí)行直到 barrier 的 isTerminated() 方法返回 True。TaskBarrier 的行為類似于 CyclicBarrier。下面，我們來(lái)看看如何使用 CyclicAction 的子類。

清單 6. 使用 CyclicAction 的子類

  1. classConcurrentPrintextendsRecursiveAction{  
  2. protectedvoidcompute(){  
  3. TaskBarrierb=newTaskBarrier(){  
  4. protectedbooleanterminate(intcycle,intregisteredParties){  
  5. System.out.println("Cycleis"+cycle+";" 
  6. +registeredParties+"parties");  
  7. returncycle>=10;  
  8. }  
  9. };  
  10. intn=3;  
  11. CyclicAction[]actions=newCyclicAction[n];  
  12. for(inti=0;i<n;++i){  
  13. finalintindex=i;  
  14. actions[i]=newCyclicAction(b){  
  15. protectedvoidcompute(){  
  16. System.out.println("I'mworking"+getCycle()+"" 
  17. +index);  
  18. try{  
  19. Thread.sleep(500);  
  20. }catch(InterruptedExceptione){  
  21. e.printStackTrace();  
  22. }  
  23. }  
  24. };  
  25. }  
  26. for(inti=0;i<n;++i)  
  27. actions[i].fork();  
  28. for(inti=0;i<n;++i)  
  29. actions[i].join();  
  30. }  
  31. }  

在清單6中，CyclicAction[] 數(shù)組建立了三個(gè)任務(wù)，打印各自的工作次數(shù)和序號(hào)。而在 b.terminate() 方法中，我們?cè)O(shè)置的中止條件表示重復(fù) 10 次計(jì)算后中止?，F(xiàn)在剩下的工作就是將 ConcurrentPrint 提交到 ForkJoinPool 了。我們可以在 ForkJoinPool 的構(gòu)造函數(shù)中指定需要的線程數(shù)目，例如 ForkJoinPool(4) 就表明線程池包含 4 個(gè)線程。我們?cè)谝粋€(gè) JUnit 的 test 方法中運(yùn)行 ConcurrentPrint 的這個(gè)循環(huán)任務(wù)：

清單 7. 運(yùn)行 ConcurrentPrint 循環(huán)任務(wù)

  1. @Test 
  2. publicvoidtestBarrier()throwsInterruptedException,ExecutionException{  
  3. ForkJoinTaskfjt=newConcurrentPrint();  
  4. ForkJoinPoolfjpool=newForkJoinPool(4);  
  5. fjpool.submit(fjt);  
  6. fjpool.shutdown();  
  7. } 

RecursiveTask 和 CyclicAction 兩個(gè)例子的完整代碼如下所示：

清單 8. RecursiveTask 和 CyclicAction 兩個(gè)例子的完整代碼

  1. packagetests;  
  2.  
  3. importjava.util.concurrent.ExecutionException;  
  4. importjava.util.concurrent.Future;  
  5.  
  6. importjsr166y.forkjoin.CyclicAction;  
  7. importjsr166y.forkjoin.ForkJoinPool;  
  8. importjsr166y.forkjoin.ForkJoinTask;  
  9. importjsr166y.forkjoin.RecursiveAction;  
  10. importjsr166y.forkjoin.RecursiveTask;  
  11. importjsr166y.forkjoin.TaskBarrier;  
  12.  
  13. importorg.junit.Test;  
  14.  
  15. classFibonacciextendsRecursiveTask<Integer>{  
  16. finalintn;  
  17.  
  18. Fibonacci(intn){  
  19. this.n=n;  
  20. }  
  21.  
  22. privateintcompute(intsmall){  
  23. finalint[]results={1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89};  
  24. returnresults[small];  
  25. }  
  26.  
  27. publicIntegercompute(){  
  28. if(n<=10){  
  29. returncompute(n);  
  30. }  
  31. Fibonaccif1=newFibonacci(n-1);  
  32. Fibonaccif2=newFibonacci(n-2);  
  33. System.out.println("forknewthreadfor"+(n-1));  
  34. f1.fork();  
  35. System.out.println("forknewthreadfor"+(n-2));  
  36. f2.fork();  
  37. returnf1.join()+f2.join();  
  38. }  
  39. }  
  40.  
  41. classConcurrentPrintextendsRecursiveAction{  
  42. protectedvoidcompute(){  
  43. TaskBarrierb=newTaskBarrier(){  
  44. protectedbooleanterminate(intcycle,intregisteredParties){  
  45. System.out.println("Cycleis"+cycle+";" 
  46. +registeredParties+"parties");  
  47. returncycle>=10;  
  48. }  
  49. };  
  50. intn=3;  
  51. CyclicAction[]actions=newCyclicAction[n];  
  52. for(inti=0;i<n;++i){  
  53. finalintindex=i;  
  54. actions[i]=newCyclicAction(b){  
  55. protectedvoidcompute(){  
  56. System.out.println("I'mworking"+getCycle()+"" 
  57. +index);  
  58. try{  
  59. Thread.sleep(500);  
  60. }catch(InterruptedExceptione){  
  61. e.printStackTrace();  
  62. }  
  63. }  
  64. };  
  65. }  
  66. for(inti=0;i<n;++i)  
  67. actions[i].fork();  
  68. for(inti=0;i<n;++i)  
  69. actions[i].join();  
  70. }  
  71. }  
  72.  
  73. publicclassTestForkJoin{  
  74. @Test 
  75. publicvoidtestBarrier()throwsInterruptedException,ExecutionException{  
  76. System.out.println(" testingTaskBarrier...");  
  77. ForkJoinTaskfjt=newConcurrentPrint();  
  78. ForkJoinPoolfjpool=newForkJoinPool(4);  
  79. fjpool.submit(fjt);  
  80. fjpool.shutdown();  
  81. }  
  82.  
  83. @Test 
  84. publicvoidtestFibonacci()throwsInterruptedException,ExecutionException{  
  85. System.out.println(" testingFibonacci...");  
  86. finalintnum=14;//Fordemoonly  
  87. ForkJoinTask<Integer>fjt=newFibonacci(num);  
  88. ForkJoinPoolfjpool=newForkJoinPool();  
  89. Future<Integer>result=fjpool.submit(fjt);  
  90.  
  91. //dosomething  
  92. System.out.println("Fibonacci("+num+")="+result.get());  
  93. }  
  94. }  

運(yùn)行以上代碼，我們可以得到以下結(jié)果：

  1. testingTaskBarrier...  
  2. I'mworking02  
  3. I'mworking00  
  4. I'mworking01  
  5. Cycleis0;3parties  
  6. I'mworking12  
  7. I'mworking10  
  8. I'mworking11  
  9. Cycleis1;3parties  
  10. I'mworking20  
  11. I'mworking21  
  12. I'mworking22  
  13. Cycleis2;3parties  
  14. I'mworking30  
  15. I'mworking32  
  16. I'mworking31  
  17. Cycleis3;3parties  
  18. I'mworking42  
  19. I'mworking40  
  20. I'mworking41  
  21. Cycleis4;3parties  
  22. I'mworking51  
  23. I'mworking50  
  24. I'mworking52  
  25. Cycleis5;3parties  
  26. I'mworking60  
  27. I'mworking62  
  28. I'mworking61  
  29. Cycleis6;3parties  
  30. I'mworking72  
  31. I'mworking70  
  32. I'mworking71  
  33. Cycleis7;3parties  
  34. I'mworking81  
  35. I'mworking80  
  36. I'mworking82  
  37. Cycleis8;3parties  
  38. I'mworking90  
  39. I'mworking92  
  40.  
  41. testingFibonacci...  
  42. forknewthreadfor13  
  43. forknewthreadfor12  
  44. forknewthreadfor11  
  45. forknewthreadfor10  
  46. forknewthreadfor12  
  47. forknewthreadfor11  
  48. forknewthreadfor10  
  49. forknewthreadfor9  
  50. forknewthreadfor10  
  51. forknewthreadfor9  
  52. forknewthreadfor11  
  53. forknewthreadfor10  
  54. forknewthreadfor10  
  55. forknewthreadfor9  
  56. Fibonacci(14)=610  

結(jié)  論

從以上的例子中可以看到，通過(guò)使用 Fork/Join 模式，軟件開(kāi)發(fā)人員能夠方便地利用多核平臺(tái)的計(jì)算能力。盡管還沒(méi)有做到對(duì)軟件開(kāi)發(fā)人員完全透明，F(xiàn)ork/Join 模式已經(jīng)極大地簡(jiǎn)化了編寫(xiě)并發(fā)程序的瑣碎工作。對(duì)于符合 Fork/Join 模式的應(yīng)用，軟件開(kāi)發(fā)人員不再需要處理各種并行相關(guān)事務(wù)，例如同步、通信等，以難以調(diào)試而聞名的死鎖和 data race 等錯(cuò)誤也就不會(huì)出現(xiàn)，提升了思考問(wèn)題的層次。你可以把 Fork/Join 模式看作并行版本的 Divide and Conquer 策略，僅僅關(guān)注如何劃分任務(wù)和組合中間結(jié)果，將剩下的事情丟給 Fork/Join 框架。

在實(shí)際工作中利用 Fork/Join 模式，可以充分享受多核平臺(tái)為應(yīng)用帶來(lái)的免費(fèi)午餐。

參考資料

◆  閱讀文章“The Free Lunch Is Over: A Fundamental Turn Toward Concurrency in Software”：了解為什么從現(xiàn)在開(kāi)始每個(gè)嚴(yán)肅的軟件工作者都應(yīng)該了解并行編程方法。

◆ 閱讀 Doug Lea 的文章“A Java Fork/Join Framework”：了解 Fork/Join 模式的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和執(zhí)行性能。

◆ 閱讀 developerWorks 文章“馴服 Tiger：并發(fā)集合”：了解如何使用并行 Collection 庫(kù)。

◆ 閱讀 developerWorks 文章“Java 理論與實(shí)踐：非阻塞算法簡(jiǎn)介”：介紹了 JDK 5 在并行方面的重要增強(qiáng)以及在 JDK5 平臺(tái)上如何實(shí)現(xiàn)非阻塞算法的一般介紹。

◆ 書(shū)籍“Java Concurrency in Practice”：介紹了大量的并行編程技巧、反模式、可行的解決方案等，它對(duì)于 JDK 5 中的新特性也有詳盡的介紹。

獲得產(chǎn)品和技術(shù)

◆ 訪問(wèn) Doug Lea 的 JSR 166 站點(diǎn)獲得最新的源代碼。

◆ 從 Sun 公司 網(wǎng)站下載 Java SE 6。

原文鏈接：http://zhangziyangup.iteye.com/blog/1324592

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責(zé)任編輯：林師授 來(lái)源： zhangziyangup的博客
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