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  • (十九)java多线程之ForkJoinPool

    本人邮箱: kco1989@qq.com
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    github: https://github.com/kco1989/kco
    代码已经全部托管github有需要的同学自行下载

    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()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.


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