JAVA并发编程-Fork/Join框架浅说

并发多个任务执行最终把结果合并，想到了Fork/Join框架。在JDK1.7 Concurrent包提供了一种Fork/Join框架，使用的是线程窃取算法和分而治之的思想，是ExecutorService接口的另一种实现。

分而治之：是Executor框架的思想，也是Fork/Join框架的思想之一，就是把多任务切割为小任务，并发执行每个小任务。需要确定一个任务大小限定值，低于该限定值，就执行任务，大于该限定值，就继续分割任务。

工作窃取算法：当工作线程做完自己的工作，发现还有未被领取执行的任务，则拿过来执行。

Fork/Join框架核心有两个类组成：

1. ForkJoinPool: 实现ExecutorService和工作窃取算法，它对工作线程进行管理，也管理ForkJoinTask的执行。
2. ForkJoinTask: 实现Future接口的抽象类，是由ForkJoinPool管理和执行，所有子类必须重写compute方法，任务的分割和执行，逻辑的调用都在该方法里面实现。而在fork/join中的在调用fork()方法时，重新进入ForkJoinTask里的compute方法，层层细分直到符合限定条件。 该类有两个子类：RecursiveTask类有返回值，RecursiveAction类无返回值。

ForkJoinTask中的任务是否使用工作窃取算法：

1. 如invokeAll()， 使用工作窃取算法，不会闲置线程；
2. 如fork()然后join()，也会工作窃取算法，可能会有闲置线程 不能充分利用；
   我们来看看真是如此吗？

使用Intellij idea调试，因ForkJoinPool有个toString方法，用于打印线程池的运行参数,参数说明如下：
. parallelism: 当前ForkJoinPool设定的并行级别
. size: 当前ForkJoinPool线程池内部的所有线程数量，包括阻塞状态，运行状态；
. active: 当前线程池内部， 正在进行compute计算的线程(不代表没被阻塞）；
. running: 当前线程池内部，正在进程compute计算并且没有被阻塞的线程数量；
. steals: 当前ForkJoinPool线程池内部各个work queue间发生的“工作窃取”操作的总次数。
. tasks: 当前ForkJoinPool线程池内部各个work queue中等待处理的子任务总数；
. submissions: 通过submit方式或者其他方式提交到ForkJoinPool中，准备进行归并计算但ForkJoinPool还没有开始处理的任务数量（ForkJoinTask任务或者其子任务）数量；

invokeAll和fork() & join()方式下，未提交任务前，forkjoinPool的运行参数：

image.png

提交任务后，invokeAll()方式调试得出：

image.png

提交任务后，fork() & join()方式调试得出：

image.png

从得到结果后的forkjoinpool运行参数可知道，在同一环境同一任务情况下，线程池里线程数fork() & join()方法比invokeall()方法多，fork() & join()可能有一个或者两个线程浪费，而invokeall没有浪费；因为fork() & join()方法中线程把子任务分给其他线程，然后自己就不工作了。

join()和get()方法的区别：
这两个方法都是在等待任务结束，获取返回结果。

1. join,不能被中断，如中断，抛出InterruptException异常，用在compute方法内部；
2. 如果任务抛出运行时异常，get()抛出ExecutionException，而join会抛出RuntimeException异常。

ForkJoinPool类中 execute方法和invoke()方法：
execute方法 没有返回值，非阻塞的；方法如下：

image.png

invoke()方法 需要等待最终计算的结果返回，是阻塞的；

image.png

参考：
http://blog.csdn.net/chenchaofuck1/article/details/51637202
http://www.jianshu.com/p/0120b3dd255f