Java多线程ForkJoinPool实例详解

引言

java 7提供了另外一个很有用的线程池框架,Fork/Join框架

理论

Fork/Join框架主要有以下两个类组成.

* ForkJoinPool 这个类实现了ExecutorService接口和工作窃取算法(Work-Stealing Algorithm).它管理工作者线程,并提供任务的状态信息,以及任务的执行信息

* ForkJoinTask 这个类是一个将在ForkJoinPool执行的任务的基类.

Fork/Join框架提供了在一个任务里执行fork()和join()操作的机制和控制任务状态的方法.通常,为了实现Fork/Join任务,需要实现一个以下两个类之一的子类

* RecursiveAction 用于任务没有返回值的场景

* RecursiveTask 用于任务有返回值的场景.

例子 先定个小目标,1亿就太多,先赚个一百万吧

现在你是一个深圳片区的某公司高级销售主管.现在定了一个目标,就是要赚个一百,让你一个人去赚,肯定有难度的.好在有一般手下,把目标缩小,让小弟们去赚,我们坐等拿钱.ok,开始编程

首先我们要定义个赚钱任务 MakeMoneyTask,如果要赚钱的目标小于最小目标,比如十万,那么就自己去完成,否则,就把任务分给小弟们去做.

public class MakeMoneyTask extends RecursiveTask<Integer>{
  private static final int MIN_GOAL_MONEY = 100000;
  private int goalMoney;
  private String name;
  private static final AtomicLong employeeNo = new AtomicLong();
  public MakeMoneyTask(int goalMoney){
    this.goalMoney = goalMoney;
    this.name = "员工" + employeeNo.getAndIncrement() + "号";
  }
  @Override
  protected Integer compute() {
    if (this.goalMoney < MIN_GOAL_MONEY){
      System.out.println(name + ": 老板交代了,要赚 " + goalMoney + " 元,为了买车买房,加油吧....");
      return makeMoney();
    }else{
      int subThreadCount = ThreadLocalRandom.current().nextInt(10) + 2;
      System.out.println(name + ": 上级要我赚 " + goalMoney + ", 有点小多,没事让我" + subThreadCount + "个手下去完成吧," +
          "每人赚个 " + Math.ceil(goalMoney * 1.0 / subThreadCount) + "元应该没问题...");
      List<MakeMoneyTask> tasks = new ArrayList<>();
      for (int i = 0; i < subThreadCount; i ++){
        tasks.add(new MakeMoneyTask(goalMoney / subThreadCount));
      }
      Collection<MakeMoneyTask> makeMoneyTasks = invokeAll(tasks);
      int sum = 0;
      for (MakeMoneyTask moneyTask : makeMoneyTasks){
        try {
          sum += moneyTask.get();
        } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
        }
      }
      System.out.println(name + ": 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 " + sum + "元,赶紧邀功去....");
      return sum;
    }
  }
  private Integer makeMoney(){
    int sum = 0;
    int day = 1;
    try {
      while (true){
        Thread.sleep(ThreadLocalRandom.current().nextInt(500));
        int money = ThreadLocalRandom.current().nextInt(MIN_GOAL_MONEY / 3);
        System.out.println(name + ": 在第 " + (day ++) + " 天赚了" + money);
        sum += money;
        if (sum >= goalMoney){
          System.out.println(name + ": 终于赚到 " + sum + " 元, 可以交差了...");
          break;
        }
      }
    } catch (InterruptedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return sum;
  }
}

最后我们写一个测试类

public class TestMain {
  public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
    ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
    ForkJoinTask<Integer> task = pool.submit(new MakeMoneyTask(1000000));
    do {
      try {
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(5);
      }catch (InterruptedException e){
        e.printStackTrace();
      }
    }while (!task.isDone());
    pool.shutdown();
    System.out.println(task.get());
  }
}

运作之后结果如下:

员工0号: 上级要我赚 1000000, 有点小多,没事让我10个手下去完成吧,每人赚个 100000.0元应该没问题…
员工1号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我7个手下去完成吧,每人赚个 14286.0元应该没问题…
员工11号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工10号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我5个手下去完成吧,每人赚个 20000.0元应该没问题…
员工18号: 老板交代了,要赚 20000 元,为了买车买房,加油吧….
员工9号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我3个手下去完成吧,每人赚个 33334.0元应该没问题…
员工23号: 老板交代了,要赚 33333 元,为了买车买房,加油吧….
员工22号: 老板交代了,要赚 20000 元,为了买车买房,加油吧….
员工22号: 在第 1 天赚了31432
员工22号: 终于赚到 31432 元, 可以交差了…
员工21号: 老板交代了,要赚 20000 元,为了买车买房,加油吧….
员工18号: 在第 1 天赚了32005
员工18号: 终于赚到 32005 元, 可以交差了…
员工19号: 老板交代了,要赚 20000 元,为了买车买房,加油吧….
员工23号: 在第 1 天赚了6166
员工21号: 在第 1 天赚了15433
员工19号: 在第 1 天赚了23419
员工19号: 终于赚到 23419 元, 可以交差了…
员工20号: 老板交代了,要赚 20000 元,为了买车买房,加油吧….
员工20号: 在第 1 天赚了10376
员工11号: 在第 1 天赚了11808
员工21号: 在第 2 天赚了31059
员工21号: 终于赚到 46492 元, 可以交差了…
员工8号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我4个手下去完成吧,每人赚个 25000.0元应该没问题…
员工26号: 老板交代了,要赚 25000 元,为了买车买房,加油吧….
员工11号: 在第 2 天赚了11902
员工11号: 终于赚到 23710 元, 可以交差了…
员工12号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工23号: 在第 2 天赚了9077
员工20号: 在第 2 天赚了30386
员工20号: 终于赚到 40762 元, 可以交差了…
员工10号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 174110元,赶紧邀功去….
员工7号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我10个手下去完成吧,每人赚个 10000.0元应该没问题…
员工30号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工12号: 在第 1 天赚了31271
员工12号: 终于赚到 31271 元, 可以交差了…
员工26号: 在第 1 天赚了11631
员工13号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工26号: 在第 2 天赚了10160
员工30号: 在第 1 天赚了10786
员工30号: 终于赚到 10786 元, 可以交差了…
员工31号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工31号: 在第 1 天赚了15201
员工31号: 终于赚到 15201 元, 可以交差了…
员工32号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工26号: 在第 3 天赚了32642
员工26号: 终于赚到 54433 元, 可以交差了…
员工27号: 老板交代了,要赚 25000 元,为了买车买房,加油吧….
员工23号: 在第 3 天赚了33072
员工23号: 终于赚到 48315 元, 可以交差了…
员工24号: 老板交代了,要赚 33333 元,为了买车买房,加油吧….
员工24号: 在第 1 天赚了26309
员工24号: 在第 2 天赚了15420
员工24号: 终于赚到 41729 元, 可以交差了…
员工25号: 老板交代了,要赚 33333 元,为了买车买房,加油吧….
员工13号: 在第 1 天赚了33266
员工13号: 终于赚到 33266 元, 可以交差了…
员工14号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工25号: 在第 1 天赚了19270
员工25号: 在第 2 天赚了15842
员工25号: 终于赚到 35112 元, 可以交差了…
员工9号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 125156元,赶紧邀功去….
员工6号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我9个手下去完成吧,每人赚个 11112.0元应该没问题…
员工40号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工32号: 在第 1 天赚了8133
员工32号: 在第 2 天赚了3518
员工32号: 终于赚到 11651 元, 可以交差了…
员工33号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工27号: 在第 1 天赚了23200
员工14号: 在第 1 天赚了6366
员工27号: 在第 2 天赚了10406
员工27号: 终于赚到 33606 元, 可以交差了…
员工28号: 老板交代了,要赚 25000 元,为了买车买房,加油吧….
员工40号: 在第 1 天赚了28078
员工40号: 终于赚到 28078 元, 可以交差了…
员工41号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工41号: 在第 1 天赚了12996
员工41号: 终于赚到 12996 元, 可以交差了…
员工42号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工33号: 在第 1 天赚了29188
员工33号: 终于赚到 29188 元, 可以交差了…
员工34号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工14号: 在第 2 天赚了17712
员工14号: 终于赚到 24078 元, 可以交差了…
员工15号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工28号: 在第 1 天赚了18623
员工28号: 在第 2 天赚了8205
员工28号: 终于赚到 26828 元, 可以交差了…
员工29号: 老板交代了,要赚 25000 元,为了买车买房,加油吧….
员工34号: 在第 1 天赚了30779
员工34号: 终于赚到 30779 元, 可以交差了…
员工35号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工42号: 在第 1 天赚了26164
员工42号: 终于赚到 26164 元, 可以交差了…
员工43号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工43号: 在第 1 天赚了2995
员工29号: 在第 1 天赚了347
员工15号: 在第 1 天赚了33056
员工15号: 终于赚到 33056 元, 可以交差了…
员工16号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工35号: 在第 1 天赚了3639
员工29号: 在第 2 天赚了22909
员工43号: 在第 2 天赚了2289
员工16号: 在第 1 天赚了27836
员工16号: 终于赚到 27836 元, 可以交差了…
员工17号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工43号: 在第 3 天赚了694
员工17号: 在第 1 天赚了16361
员工17号: 终于赚到 16361 元, 可以交差了…
员工1号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 189578元,赶紧邀功去….
员工2号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我2个手下去完成吧,每人赚个 50000.0元应该没问题…
员工49号: 老板交代了,要赚 50000 元,为了买车买房,加油吧….
员工49号: 在第 1 天赚了8599
员工43号: 在第 4 天赚了10008
员工43号: 终于赚到 15986 元, 可以交差了…
员工44号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工29号: 在第 3 天赚了31298
员工29号: 终于赚到 54554 元, 可以交差了…
员工8号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 169421元,赶紧邀功去….
员工39号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工49号: 在第 2 天赚了8099
员工35号: 在第 2 天赚了164
员工49号: 在第 3 天赚了5518
员工49号: 在第 4 天赚了22441
员工44号: 在第 1 天赚了6091
员工39号: 在第 1 天赚了18813
员工39号: 终于赚到 18813 元, 可以交差了…
员工48号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工44号: 在第 2 天赚了22324
员工44号: 终于赚到 28415 元, 可以交差了…
员工45号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工49号: 在第 5 天赚了28438
员工49号: 终于赚到 73095 元, 可以交差了…
员工50号: 老板交代了,要赚 50000 元,为了买车买房,加油吧….
员工35号: 在第 3 天赚了31797
员工35号: 终于赚到 35600 元, 可以交差了…
员工36号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工50号: 在第 1 天赚了18071
员工45号: 在第 1 天赚了22528
员工45号: 终于赚到 22528 元, 可以交差了…
员工46号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工36号: 在第 1 天赚了26828
员工36号: 终于赚到 26828 元, 可以交差了…
员工37号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工50号: 在第 2 天赚了32422
员工50号: 终于赚到 50493 元, 可以交差了…
员工2号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 123588元,赶紧邀功去….
员工3号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我9个手下去完成吧,每人赚个 11112.0元应该没问题…
员工51号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工46号: 在第 1 天赚了1537
员工46号: 在第 2 天赚了27529
员工46号: 终于赚到 29066 元, 可以交差了…
员工47号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工48号: 在第 1 天赚了24791
员工48号: 终于赚到 24791 元, 可以交差了…
员工38号: 老板交代了,要赚 10000 元,为了买车买房,加油吧….
员工37号: 在第 1 天赚了17587
员工37号: 终于赚到 17587 元, 可以交差了…
员工47号: 在第 1 天赚了23693
员工47号: 终于赚到 23693 元, 可以交差了…
员工6号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 211717元,赶紧邀功去….
员工5号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我7个手下去完成吧,每人赚个 14286.0元应该没问题…
员工60号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工51号: 在第 1 天赚了27189
员工51号: 终于赚到 27189 元, 可以交差了…
员工52号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工38号: 在第 1 天赚了32285
员工38号: 终于赚到 32285 元, 可以交差了…
员工66号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工7号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 228718元,赶紧邀功去….
员工65号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工65号: 在第 1 天赚了26122
员工65号: 终于赚到 26122 元, 可以交差了…
员工64号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工52号: 在第 1 天赚了19239
员工52号: 终于赚到 19239 元, 可以交差了…
员工53号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工60号: 在第 1 天赚了10433
员工66号: 在第 1 天赚了25993
员工66号: 终于赚到 25993 元, 可以交差了…
员工63号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工60号: 在第 2 天赚了19529
员工60号: 终于赚到 29962 元, 可以交差了…
员工61号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工64号: 在第 1 天赚了6894
员工53号: 在第 1 天赚了13114
员工53号: 终于赚到 13114 元, 可以交差了…
员工54号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工54号: 在第 1 天赚了8237
员工61号: 在第 1 天赚了15878
员工61号: 终于赚到 15878 元, 可以交差了…
员工62号: 老板交代了,要赚 14285 元,为了买车买房,加油吧….
员工63号: 在第 1 天赚了32108
员工63号: 终于赚到 32108 元, 可以交差了…
员工4号: 上级要我赚 100000, 有点小多,没事让我9个手下去完成吧,每人赚个 11112.0元应该没问题…
员工67号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工64号: 在第 2 天赚了30531
员工64号: 终于赚到 37425 元, 可以交差了…
员工75号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工54号: 在第 2 天赚了13562
员工54号: 终于赚到 21799 元, 可以交差了…
员工55号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工55号: 在第 1 天赚了17774
员工55号: 终于赚到 17774 元, 可以交差了…
员工56号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工67号: 在第 1 天赚了24463
员工67号: 终于赚到 24463 元, 可以交差了…
员工68号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工56号: 在第 1 天赚了1677
员工62号: 在第 1 天赚了14266
员工75号: 在第 1 天赚了26532
员工75号: 终于赚到 26532 元, 可以交差了…
员工74号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工68号: 在第 1 天赚了32639
员工68号: 终于赚到 32639 元, 可以交差了…
员工69号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工69号: 在第 1 天赚了9513
员工56号: 在第 2 天赚了9154
员工56号: 在第 3 天赚了289
员工56号: 终于赚到 11120 元, 可以交差了…
员工57号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工62号: 在第 2 天赚了17321
员工62号: 终于赚到 31587 元, 可以交差了…
员工5号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 199075元,赶紧邀功去….
员工59号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工69号: 在第 2 天赚了17971
员工69号: 终于赚到 27484 元, 可以交差了…
员工70号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工74号: 在第 1 天赚了26270
员工74号: 终于赚到 26270 元, 可以交差了…
员工73号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工70号: 在第 1 天赚了21237
员工70号: 终于赚到 21237 元, 可以交差了…
员工71号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工59号: 在第 1 天赚了4411
员工57号: 在第 1 天赚了3546
员工57号: 在第 2 天赚了29330
员工57号: 终于赚到 32876 元, 可以交差了…
员工58号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工73号: 在第 1 天赚了10674
员工71号: 在第 1 天赚了8821
员工59号: 在第 2 天赚了11887
员工59号: 终于赚到 16298 元, 可以交差了…
员工72号: 老板交代了,要赚 11111 元,为了买车买房,加油吧….
员工58号: 在第 1 天赚了28241
员工58号: 终于赚到 28241 元, 可以交差了…
员工3号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 187650元,赶紧邀功去….
员工72号: 在第 1 天赚了14371
员工72号: 终于赚到 14371 元, 可以交差了…
员工73号: 在第 2 天赚了14918
员工73号: 终于赚到 25592 元, 可以交差了…
员工71号: 在第 2 天赚了28814
员工71号: 终于赚到 37635 元, 可以交差了…
员工4号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 236223元,赶紧邀功去….
员工0号: 嗯,不错,效率还可以,终于赚到 1845236元,赶紧邀功去….
1845236

看到没有,员工0号把任务一百万直接分给了10个手下去做,每个手下有继续往下分,最终在七十几号人的努力下,终于完成了目标–一百万.而且还超出八十多万,老板一开心,直接把八十多万分给这七十多个员工分红了.

后记

通过上面这个例子的学习,相信应该很多人都可以掌握ForkJoinPool这个类,它的核心就是要完成某一个目标任务,如果目标任务太大,那么就创建多个子任务.然后一直等待这些子任务完成.最终完成之前定下的目标任务.

总结

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