04-04 ForkJoin工作原理（一）

任务类型

CPU密集型任务

也叫计算密集型任务，比如加密、解密、压缩、计算等一系列需要大量耗费 CPU 资源的任务。对于这样的任务最佳的线程数为 CPU 核心数的 1~2 倍。

IO密集型任务

比如数据库、文件的读写，网络通信等任务，这种任务的特点是并不会特别消耗 CPU 资源，但是 IO 操作很耗时，总体会占用比较多的时间。对于这种任务最大线程数一般会大于 CPU 核心数很多倍，因为 IO 读写速度相比于 CPU 的速度而言是比较慢的。

推荐的线程计算方法： 线程数 = CPU 核心数 *（1+平均等待时间/平均工作时间）

分治算法

分治算法的基本思想是将一个规模为N的问题分解为K个规模较小的子问题，这些子问题相互独立且与原问题性质相同。求出子问题的解，就可得到原问题的解。
分治算法的步骤：

• 分解：将要解决的问题划分成若干规模较小的同类问题
• 求解：当子问题划分得足够小时，用较简单的方法解决
• 合并：按原问题的要求，将子问题的解逐层合并构成原问题的解

Fork/Join介绍

是一种基于分治算法的，主要包含两部分，一部分是分治任务的线程池 ForkJoinPool，另一部分是分治任务 ForkJoinTask。ForkJoinPool允许其他线程向它提交任务，并根据设定将这些任务拆分为粒度更细的子任务，这些子任务将由ForkJoinPool内部的工作线程来并行执行，并且工作线程之间可以窃取彼此之间的任务。
ForkJoinPool最适合计算密集型任务，而且最好是非阻塞任务。ForkJoinPool是ThreadPoolExecutor线程池的一种补充，是对计算密集型场景的加强。

ForkJoinPool

ForkJoinPool 是用于执行 ForkJoinTask 任务的执行池，不再是传统执行池 Worker+Queue 的组合式，而是维护了一个队列数组 WorkQueue（数组）

//parallelism指定并行级别,ForkJoinPool将根据这个设定，决定工作线程的数量
//默认是用CPU逻辑和核数来设置并行级别
//factory：ForkJoinPool在创建线程时，会通过factory来创建
// handler：指定异常处理器
//asyncMode：设置队列的工作模式，asyncMode为true时，使用先进先出队列
//asyncMode为false时则使用后进先出的模式
public ForkJoinPool(int parallelism,
                        ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
                        UncaughtExceptionHandler handler,
                        boolean asyncMode) {
        this(checkParallelism(parallelism),
             checkFactory(factory),
             handler,
             asyncMode ? FIFO_QUEUE : LIFO_QUEUE,
             "ForkJoinPool-" + nextPoolId() + "-worker-");
        checkPermission();
    }

ForkJoinPool提交任务方式

提交异步执行execute

• execute类型的方法在提交任务后，不会返回结果。可以提交ForkJoinTask任务或者Runnable任务

等待并获取结果invoke

• invoke方法接受ForkJoinTask类型的任务，并在任务执行结束后，返回泛型结果

提交执行获取Future结果(submit)

• 在提交任务后，将返回ForkJoinTask类型的结果