


Eine Anleitung zur Verwendung des Fork/Join-Frameworks in der parallelen Java-Programmierung
Java Fork/Join Framework-Leitfaden: Fork/Join-Aufgaben erstellen: Verwenden Sie die Klassenerweiterung RecursiveAction (kein Rückgabewert) oder RecursiveTask (mit Rückgabewert), um die Berechnungsmethode zu implementieren. Erstellen Sie einen Fork/Join-Pool: Verwenden Sie ForkJoinPool, um die Anzahl der Threads anzugeben. Senden Sie die Aufgabe: Verwenden Sie fork(), um die Aufgabe zu senden, und join(), um auf das Ergebnis zu warten. Zerlegen Sie die Aufgabe: Rufen Sie fork() und join() in der Compute-Methode auf, um die Aufgabe zu zerlegen. Praktischer Fall (Schnellsortierung): Erstellen Sie eine QuickSortTask-Aufgabe und senden Sie sie zur Ausführung an ForkJoinPool.
Leitfaden zur Verwendung des Fork/Join-Frameworks in der Java-Parallelprogrammierung
Das Fork/Join-Framework ist eine High-Level-Methode für die Aufgabenparallelisierung im Java-Parallelprogrammiermodell. Es verfolgt eine „Teile-und-Herrsche“-Strategie, bei der Aufgaben in Teilaufgaben zerlegt, diese dann parallel ausgeführt werden und schließlich die Ergebnisse zusammengeführt werden. In diesem Leitfaden wird die Verwendung des Fork/Join-Frameworks vorgestellt und an einem praktischen Fall demonstriert.
Erstellen von Fork/Join-Aufgaben
Die Basis des Fork/Join-Frameworks sind die Klassen RecursiveAction
und RecursiveTask
. RecursiveAction
和 RecursiveTask
类。
-
RecursiveAction
用于没有返回值的任务。 -
RecursiveTask
用于带有返回值的任务。
要创建任务,需要扩展这两种类并实现 compute
方法。compute
方法是任务执行的代码。
创建 Fork/Join 池
Fork/Join 框架使用 ForkJoinPool
对象来管理任务的执行。它是线程池,用于调度和执行任务。创建池时,可以指定线程数量。
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
提交任务
要提交任务,请使用 fork()
和 join()
方法。fork()
方法将任务提交到池中,而 join()
方法等待任务完成并返回结果(对于 RecursiveTask
任务)。
pool.fork(task); long result = pool.join();
分解任务
对于大型任务,可以将其分解成更小的子任务。为此,可以在 compute
方法中调用 fork()
和 join()
方法。
@Override protected void compute() { if (problem.isTooBig()) { ForkJoinTask leftTask = new LeftTask(leftHalf); ForkJoinTask rightTask = new RightTask(rightHalf); leftTask.fork(); rightTask.fork(); leftTask.join(); rightTask.join(); } else { // solve the problem directly } }
实战案例:快速排序
以下是一个使用 Fork/Join 框架的快速排序算法示例:
public class QuickSortTask extends RecursiveTask<long[]> { private int[] array; private int low; private int high; public QuickSortTask(int[] array, int low, int high) { this.array = array; this.low = low; this.high = high; } @Override protected long[] compute() { if (low < high) { int pivot = partition(array, low, high); ForkJoinTask leftTask = new QuickSortTask(array, low, pivot - 1); ForkJoinTask rightTask = new QuickSortTask(array, pivot + 1, high); leftTask.fork(); rightTask.fork(); leftTask.join(); rightTask.join(); } return array; } private int partition(int[] array, int low, int high) { // ... } }
要使用此算法,请创建一个 QuickSortTask
对象并将其提交到 ForkJoinPool
:
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(); int[] array = {5, 3, 8, 2, 1, 4}; QuickSortTask task = new QuickSortTask(array, 0, array.length - 1); pool.invoke(task);
结论
Fork/Join 框架提供了一种简单易用的方法,用于在 Java 中进行任务并行化。通过分而治之的策略,可以有效地分解大型任务并并行执行。通过使用 RecursiveAction
和 RecursiveTask
类,以及 ForkJoinPool
-
RecursiveAction
wird für Aufgaben verwendet, die keinen Rückgabewert haben. -
RecursiveTask
wird für Aufgaben mit Rückgabewerten verwendet.
compute
implementieren. Die compute
-Methode ist der Code für die Aufgabenausführung. 🎜🎜🎜Erstellen Sie einen Fork/Join-Pool🎜🎜🎜Das Fork/Join-Framework verwendet das ForkJoinPool
-Objekt, um die Ausführung von Aufgaben zu verwalten. Es handelt sich um einen Thread-Pool, der zum Planen und Ausführen von Aufgaben verwendet wird. Beim Erstellen eines Pools können Sie die Anzahl der Threads angeben. 🎜rrreee🎜🎜Eine Aufgabe senden🎜🎜🎜Um eine Aufgabe zu senden, verwenden Sie die Methoden fork()
und join()
. Die Methode fork()
sendet die Aufgabe an den Pool, während die Methode join()
auf den Abschluss der Aufgabe wartet und das Ergebnis zurückgibt (für eine RecursiveTask Aufgabe). 🎜rrreee🎜🎜Teilen Sie Aufgaben auf🎜🎜🎜Unterteilen Sie große Aufgaben in kleinere Teilaufgaben. Dazu können Sie die Methoden <code>fork()
und join()
in der Methode compute
aufrufen. 🎜rrreee🎜🎜Praktischer Fall: Schnellsortierung🎜🎜🎜Das Folgende ist ein Beispiel für den Schnellsortierungsalgorithmus unter Verwendung des Fork/Join-Frameworks: 🎜rrreee🎜Um diesen Algorithmus zu verwenden, erstellen Sie ein QuickSortTask
-Objekt und senden Sie es ab it Zu ForkJoinPool
: 🎜rrreee🎜🎜Fazit🎜🎜🎜Das Fork/Join-Framework bietet eine einfache und unkomplizierte Möglichkeit, Aufgaben in Java zu parallelisieren. Durch eine Divide-and-Conquer-Strategie können große Aufgaben effizient aufgeteilt und parallel ausgeführt werden. Parallele Aufgaben können einfach erstellt und verwaltet werden, indem die Klassen RecursiveAction
und RecursiveTask
sowie der ForkJoinPool
verwendet werden. 🎜Das obige ist der detaillierte Inhalt vonEine Anleitung zur Verwendung des Fork/Join-Frameworks in der parallelen Java-Programmierung. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!

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