Java并发编程：Fork/Join框架实例解析

原创系统管理员 2024-10-16 13:09 41阅读 0赞

`Fork/Join框架`是Java 7引入的一个高效并行处理模型，主要应用于大规模数据的分治和并行计算。

以下是一个简单的`Fork/Join框架`实例：

假设我们有一个计算斐波那契数列的任务，但这个任务对于单线程来说太大了，所以我们需要使用`Fork/Join框架`来分解和并行处理这个任务。

1. **任务分解（Fork）**：将大任务拆分成若干小任务，每个子任务可以独立地进行计算。例如：

```java
public class FibonacciTask implements Runnable {
    private int n;

public FibonacciTask(int n) {
        this.n = n;
    }

@Override
    public void run() {
        // 计算斐波那契数列的第n项
        long fib = fibonacci(n);
        System.out.println("Fibonacci(" + n + ") = " + fib);
    }

private long fibonacci(int n) {
        if (n <= 1) {
            return n;
        }
        
        // 使用斐波那契记忆化搜索提高性能
        if (fibCache.containsKey(n)) {
            return fibCache.get(n);
        }
        
        // 计算并存储到缓存中
        long fib = fibonacci(n - 1) + fibonacci(n - 2);
        fibCache.put(n, fib);
        return fib;
    }

private static Map<Integer, Long> fibCache = new HashMap<>();
}
```

2. **任务并行执行（Join）**：当所有子任务都计算完成，并放入一个共享的`Result`集合中时，调用`join()`方法将这些结果合并。例如：

```java
public class FibonacciMain {
    public static void main(String[] args) {
        int n = 30; // 你可以选择一个更大的数来测试

// 创建并启动任务线程
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            new Thread(new FibonacciTask(i))).start();
        }

// 等待所有子任务完成
        try {
            Thread.sleep(500); // 这里设置一个等待时间，可以根据实际情况调整
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

// 合并并打印结果
        Result result = new Result();
        for (Map.Entry<Integer, Long> entry : fibCache.entrySet()) {
            result.put(entry.getKey(), entry.getValue()));
        }
        
        System.out.println("Sum of Fibonacci(" + n + ") = " + result.getSum());

// 关闭缓存，释放内存
        fibCache.clear();
    }
}
```

以上就是使用Java并发编程中的`Fork/Join框架`来计算斐波那契数列的实例解析。