ForkJoinPool介绍
- 什么是ForkJoinPool？
- 相对ThreadPoolExecutor有什么优缺点？
- 什么时候使用ForkJoinPool？
实例DEMO
涉及核心类或组件
- ForkJoinPool
- ForkJoinTask
- ForkJoinWorkerThread
- WorkQueue
执行流程
- 执行流程
- 任务窃取
源码分析
- 添加任务
- fork任务
- join任务
补充部分

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1. ForkJoinPool介绍

1.1 什么是ForkJoinPool？

ForkJoinPool是在JDK1.7新添加的一个JUC线程池工具类，它同样继承了AbstractExcutorService，如下图所示

在未开始介绍该类之前，我们先从字面意思猜想一下该类的左右：fork：分叉；join：参加、联合、连接；pool：小池；翻译：参加分叉的小池，或者连接分叉的小池。恩，，，这个翻译坑爹呀！！！！

不不不，不是这样的，咱们可以适当的加点猜想嘛，比如说在JUC中，一定与并发有关系，那么可否这么翻译呢？

“一个将任务拆分并结果合并的线程池”。

1.2 相对ThreadPoolExecutor有什么优缺点？

从上文我们已经知道ForkJoinPool是一个线程池，那么他与咱们常用的 ThreadPoolExecutor 线程池有什么区别呢？首先看下两个线程池的结构图：

接着我们分析下：

ThreadPoolExecutor 对于任务会先交给核心线程去执行，如果核心线程数不够则会放入队列，线程池中的线程统一去任务队列中获取任务并执行，我们可以从这样的设计中很明显的看出来：ThreadPoolExecutor执行时间不确定的任务类型，比如说：网络IO操作、定时任务等

ForkJoinPool 则是一个线程对应一个任务队列，每个任务正常来说只需要执行自己的任务；如果线程对应的任务列表为空的时候，会在随机窃取其他线程任务列表中的任务（为减少获取任务竞争，会从任务另一端获取任务），当然上图没有表示出来。这样既减少了任务竞争，又能充分利用CPU资源。我们可以从这样的设计中很明显的看出来：ForkJoinPool非常适合执行任务比较多、执行时间比较短的程序，比如过滤集合中的元素（JDK1.8 stream底层就是ForkJoinPool哟）

最后补充： ForkJoinPool 的出现不是为了替换ThreadPoolExecutor这一类的线程池，而是为了做功能上的补充，两者各有使用场景，根据不同的场景使用不同的线程池即可

1.3 什么时候使用ForkJoinPool？

引用 1.2 中ForkJoinPool 分析和补充部分：ForkJoinPool非常适合执行任务比较多、执行事件比较短的程序，比如过滤集合中的元素（JDK1.8 stream底层就是ForkJoinPool哟）；
ForkJoinPool 的出现不是为了替换ThreadPoolExecutor这一类的线程池，而是为了做功能上的补充，两者各有使用场景，根据不同的场景使用不同的线程池即可。

2 实例DEMO

接下里这里就以过滤为本中违禁字为例（现实中肯定使用违禁词了，本文只是做简单DEMO），先说下具体的测试方法：这里有一串文本和已知的违禁字集合，如果文本中的文字在违禁字集合中，则计算违禁字出现的次数并返回

// 测试方法 public class ForkJoinPoolLearn {     public final static String CONTENT = "哇，好帅哟！哇，是啊，我好喜欢呢！哇，可否给个签名呢？";     public static final int THRESHHOLD = 5;     public static List<String> BLACK_WORDS = new ArrayList<>();      static {         BLACK_WORDS.add("哇");     }      public static void main(String[] args) {         //使用ForkJoinPool来执行任务         // 有返回值对象         System.out.println("即将测试有返回值对象。。。");         ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();         MyRecursiveTask myRecursiveTask = new MyRecursiveTask(0, ForkJoinPoolLearn.CONTENT.length(), Arrays.asList(ForkJoinPoolLearn.CONTENT.split("")));         Integer value = forkJoinPool.invoke(myRecursiveTask);         System.out.println(String.format("字符串：%s 中包含违禁词数量：%s,违禁词：%s", CONTENT, value, StringUtils.join(BLACK_WORDS, ",")));     } }  // 提交任务类 public class MyRecursiveTask extends RecursiveTask<Integer> {      private int startIndex;     private int endIndex;     private List<String> words;      public MyRecursiveTask(int startIndex, int endIndex, List<String> words) {         this.startIndex = startIndex;         this.endIndex = endIndex;         this.words = words;     }      @Override     protected Integer compute() {         int sum = 0;         if ((endIndex - startIndex) <= ForkJoinPoolLearn.THRESHHOLD) {// 如果长度不可再分割，则开始做过滤             for (int i = startIndex; i < words.size() && i < endIndex; i++) {                 String word = words.get(i);                 if (ForkJoinPoolLearn.BLACK_WORDS.contains(word)) {                     sum += 1;                 }             }         } else {// 如果长度过长，fork为两个任务来处理             int middle = (startIndex + endIndex) / 2;             MyRecursiveTask left = new MyRecursiveTask(startIndex, middle, words);             MyRecursiveTask right = new MyRecursiveTask(middle, endIndex, words);             left.fork();             right.fork();             Integer leftValue = left.join();             Integer rightValue = right.join();             sum = leftValue + rightValue;         }         return sum;// 返回计算后的值     } }

以上示例返回的结果：“字符串：哇，好帅哟！哇，是啊，我好喜欢呢！哇，可否给个签名呢？中包含违禁词数量：3，违禁词：哇”

3. 涉及核心类或组件

3.1 ForkJoinPool

该类为ExecutorService的实现类，主要负责工作线程的管理、任务队列的维护，以及控制整个任务调度流程；

构造方法： 对外提供了三种构造方法：

无参构造

public ForkJoinPool() {     this(Math.min(MAX_CAP, Runtime.getRuntime().availableProcessors()),defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, false); }

一个int类型构造

public ForkJoinPool(int parallelism) {     this(parallelism, defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, false); }

多个参数的构造，代码如下：

public ForkJoinPool(int parallelism,                     ForkJoinWorkerThreadFactory factory,                     UncaughtExceptionHandler handler,                     boolean asyncMode) {     this(checkParallelism(parallelism),checkFactory(factory),handler,asyncMode ? FIFO_QUEUE : LIFO_QUEUE,"ForkJoinPool-" + nextPoolId() + "-worker-");     checkPermission(); }

其实以上三个构造方法最终都是调用的下面的私有构造方法：

private ForkJoinPool(int parallelism,                      ForkJoinWorkerThreadFactory factory,                      UncaughtExceptionHandler handler,                      int mode,                      String workerNamePrefix) {     this.workerNamePrefix = workerNamePrefix;     this.factory = factory;     this.ueh = handler;     this.config = (parallelism & SMASK) | mode;     long np = (long)(-parallelism); // offset ctl counts     this.ctl = ((np << AC_SHIFT) & AC_MASK) | ((np << TC_SHIFT) & TC_MASK); }

解释一下每个参数的含义：

parallelism：并行度，目前在这里暂且解释为线程池的线程数（但这个说法并不完全正确，再看下文会具体解释其含义）
factory：创建 ForkJoinWorkerThread 的工厂接口
handler：异常处理器
mode：取任务的时候是是FIFO还是LIFO模式，0：LIFO；1：FIFO；
workerNamePrefix：ForkJoinWorkerThread的名称
ctl：线程池的核心控制字段

提交任务方式

submit: 有返回值，可提交Runnable,Callable,ForkJoinTask类型任务
invoke: 有返回值，可提交ForkJoinTask类型任务，根据不同的 ForkJoinTask 自动判断是否有返回值
execute: 无返回值，可提交Runnable,ForkJoinTask类型任务

由于该类实现过于复杂，这里类结构图就不在这里粘贴了，小伙伴可自行打开IDE研究

3.2 ForkJoinTask

该类为Future接口的实现类，fork是其核心方法，用于分解任务并异步执行；而join方法在任务结果计算完毕之后才会运行，用来合并或返回计算结果；其下两个常用实现类：

RecursiveAction：表示没有返回结果的ForkJoin任务
RecursiveTask：表示具有返回结果的ForkJoin任务，示例DEMO中就是使用该类来提交任务

3.3 ForkJoinWorkerThread

该类为Thread的子类，作为线程池中的工作线程（Worker）执行任务；

线程池中的每个工作线程（ForkJoinWorkerThread）内部都维护一个自己的任务队列（WorkQueue），工作线程优先处理自身队列中的任务（LIFO或FIFO顺序，由线程池构造时的参数 mode 决定），自身队列为空时，以FIFO的顺序随机窃取其它队列中的任务。

3.4 WorkQueue

该类为ForkJoinPool的内部类，用于保存任务；

4. 执行流程

4.1 执行流程

下图为ForkJoinPool的整体执行流程，下文的源码分析会结合该图详细介绍，介绍完毕之后，最后补充具体的方法级别调用图

4.2 任务窃取

待添加

5. 源码分析

到目前为止，大致的执行流程已经明白了，接下来了来具体讲讲源码来了解一下具体的执行过程

5.1 添加任务

待添加

5.2 fork任务

public final ForkJoinTask<V> fork() {     Thread t;     if ((t = Thread.currentThread()) instanceof ForkJoinWorkerThread) 	// 当前线程就是 ForkJoinWorkerThread，那么自己fork的任务，自己执行咯。正所谓，自己挖的坑哭着也要填完         ((ForkJoinWorkerThread)t).workQueue.push(this);     else 	// 没人管的任务，那就统一添加到任务队列，最终随机找个线程去执行         ForkJoinPool.common.externalPush(this);     return this; }

5.3 join任务

public final V join() {     int s;     if ((s = doJoin() & DONE_MASK) != NORMAL) 	// 出错之后，处理下错误         reportException(s);     // 参考添加任务部分     return getRawResult(); }

补充

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/lovexin/blog/3131451

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ForkJoinPool源码解析（未写完，待补充）

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