Java Fork/Join 框架指南:建立 Fork/Join 任務:使用 RecursiveAction(無回傳值)或 RecursiveTask(有傳回值)類別擴展,實作 compute 方法。建立 Fork/Join 池:使用 ForkJoinPool 指定執行緒數量。提交任務:使用 fork() 提交任務,join() 等待結果。分解任務:在 compute 方法中呼叫 fork() 和 join() 分解任務。實戰案例(快速排序):建立 QuickSortTask 任務,提交到 ForkJoinPool 執行。
Java 並行程式設計中的Fork/Join 框架使用指南
Fork/Join 框架是Java 平行程式設計模型中用於任務並行化的高階方法。它採取分而治之的策略,將任務分解成子任務,然後並行執行,並最後將結果合併起來。本指南將介紹 Fork/Join 框架的使用方法,並透過一個實戰案例進行示範。
建立 Fork/Join 任務
Fork/Join 框架的基礎是 RecursiveAction
和 RecursiveTask
類別。
RecursiveAction
用於沒有傳回值的任務。 RecursiveTask
用於帶有傳回值的任務。 要建立任務,需要擴展這兩種類別並實作 compute
方法。 compute
方法是任務執行的程式碼。
建立 Fork/Join 池
Fork/Join 框架使用 ForkJoinPool
物件來管理任務的執行。它是線程池,用於調度和執行任務。建立池時,可以指定執行緒數量。
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
提交任務
要提交任務,請使用 fork()
和 join()
方法。 fork()
方法將任務提交到池中,而 join()
方法等待任務完成並傳回結果(對於 RecursiveTask
任務)。
pool.fork(task); long result = pool.join();
分解任務
對於大型任務,可以將其分解成更小的子任務。為此,可以在 compute
方法中呼叫 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 } }
實戰案例:快速排序
以下是使用Fork/Join 框架的快速排序演算法範例:
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) { // ... } }
要使用此演算法,請建立一個QuickSortTask
物件並將其提交到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);
結論
Fork/Join 框架提供了一種簡單易用的方法,用於在Java 中進行任務並行化。透過分而治之的策略,可以有效地分解大型任務並並行執行。透過使用 RecursiveAction
和 RecursiveTask
類,以及 ForkJoinPool
,可以輕鬆建立和管理並行任務。
以上是Java平行程式設計中 Fork/Join 框架的使用指南的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章!