ForkJoinPool使用介绍 CompletableFuture使用介绍

一、ForkJoinPool使用介绍

abstract class ForkJoinTask<V> implements Future<V>：

abstract class RecursiveTask<V> extends ForkJoinTask<V>：

abstract class RecursiveAction extends ForkJoinTask<Void>：

1、RecursiveTask任务需要返回结果，RecursiveAction任务不需要返回结果；

2、ForkJoinTask<V> fork()，fork位于FJ任务中，则任务被放入线程关联的队列，否则任务被放入虚拟机自带FJ线程池；

3、V join()，任务还在队列则直接执行，否则帮助窃取者执行任务，任务执行完成则不再帮助窃取者；

4、V join()，最后等待任务执行完成，可能抛出RuntimeException或Error；

class ForkJoinWorkerThread extends Thread：

1、protected void onStart()，线程开始回调函数；

2、protected void onTermination(Throwable exception)，线程结束回调函数；

class ForkJoinPool extends AbstractExecutorService：

1、ForkJoinPool()，创建一个线程池，并发级别是CPU核数，异步模式为假；

2、ForkJoinPool commonPool()，返回虚拟机自带FJ线程池，并发级别是CPU核数减1，异步模式为假；

3、ExecutorService newWorkStealingPool()，创建ForkJoinPool，并发级别是CPU核数，异步模式为真；

4、ForkJoinTask<T> submit(ForkJoinTask<T> task)，提交任务，并返回任务监视器；

5、void execute(ForkJoinTask<?> task)，提交任务，但不返回任务监视器；

6、T invoke(ForkJoinTask<T> task)，提交任务，然后等待执行结果；

7、int getPoolSize()，获取线程池存活的线程数量；

8、void shutdown()，已提交任务继续执行，不再接受新任务；

9、List<Runnable> shutdownNow()，已执行任务强制终止，返回emptyList；

ForkJoinPool使用详解：

1、ForkJoinPool主要用分治法来解决问题，少量线程处理大量任务，适合计算密集型任务，任务最好不要有阻塞行为；

2、ForkJoinPool包含一个任务队列数组，数组长度是大于等于并发级别的最小2的幂的两倍，其中最多64个外部队列；

3、外部队列用于提交外部任务，即是用于submit|excute|invoke提交任务，外部队列不绑定具体线程；

4、线程池包含一个全局锁RSLOCK，每个队列包含一个队列锁QLOCK，这样效率比较高；

5、提交外部任务时，通过线程PROBE找到外部队列，PROBE是线程的一个随机数；

6、外部队列没有被锁，线程插入任务，否则线程修改PROBE，找到其他外部队列插入任务；

7、外部任务插入之后，signalWork方法创建或唤醒线程执行任务，然后整个提交任务完成；

8、创建线程是后台线程，同时创建线程对应任务队列，队列在队列数组中下标是奇数，线程名包含的数字是下标除二；

9、线程每次先窃取一个任务执行，然后再执行关联队列任务，关联队列任务全部执行完成之后，再重复上面步骤执行；

10、线程池是异步模式，线程按FIFO方式执行关联队列任务，线程池非异步模式，线程按LIFO方式执行关联队列任务；

abstract class CountedCompleter<T> extends ForkJoinTask<T>：

1、CountedCompleter<?> getRoot()，获取根任务；

2、CountedCompleter<?> getCompleter()，获取父任务；

3、void setPendingCount(int count)，设置依赖任务数量；

4、void addToPendingCount(int delta)，增加依赖任务数量；

5、void propagateCompletion()，向上查找任务链中第一个不为零pending减一，或者完成根任务；

6、void tryComplete()，功能类似propagateCompletion，但是任务pending为零时会调用onCompletion；

7、CountedCompleter<?> nextComplete()，父任务pending不为零则减一，父任务不存在则调用quietlyComplete；

8、void quietlyCompleteRoot()，直接完成根任务，即找到根任务并调用quietlyComplete；

CountedCompleter使用详解：

1、CountedCompleter用于支持其他依赖方式，ForkJoinTask只能支持父子依赖；

2、CountedCompleter实现compute时不会调用join，各个任务之间是完全并行关系；

3、任务完成之后没有设置状态为NORMAL，调用join会一直阻塞线程，直到调用quietlyComplete；

4、propagateCompletion和tryComplete在所有任务完成之后会调用quietlyComplete；

5、任务每次要么能拆分成2个子任务，要么是叶子任务，假如拆分n次，那么总任务是2n+1，叶子任务是n+1；

6、每个任务生成一个子任务，所有任务完成根任务才能完成，addToPendingCount(1)+所有任务propagateCompletion实现；

7、每个任务生成两个子任务，所有任务完成根任务才能完成，addToPendingCount(2)+所有任务propagateCompletion实现；

8、每个任务生成两个子任务，叶子任务完成根任务就算完成，addToPendingCount(1)+叶子任务propagateCompletion实现；

9、每个任务生成两个子任务，叶子任务完成根任务就算完成，addToPendingCount(1)+叶子任务nextComplete实现；

二、CompletableFuture使用介绍

class CompletableFuture<T> implements Future<T>, CompletionStage<T>：

1、static CompletableFuture<U> completedFuture(U value)，生成一个已经完成的任务监控；

2、static CompletableFuture<U> supplyAsync(Supplier<U> supplier)，生成一个异步任务并进行监控，任务有返回值；

3、static CompletableFuture<Void> runAsync(Runnable runnable)，生成一个异步任务并进行监控，任务无返回值；

4、static CompletableFuture<Object> anyOf(CompletableFuture...cfs)，组合异步任务，只要一个成功即可；

5、static CompletableFuture<Void> allOf(CompletableFuture...cfs)，组合异步任务，所有任务都要成功；

6、CompletableFuture<T> whenComplete(BiConsumer)，设置异步任务结束回调，可以处理异步任务异常；

7、CompletableFuture<U> thenApply(Function)，设置异步任务结束回调，异步任务成功时才会执行；

8、CompletableFuture<Void> thenAccept(Consumer)，设置异步任务结束回调，异步任务成功时才会执行；

9、CompletableFuture<Void> thenRun(Runnable)，设置异步任务结束回调，异步任务成功时才会执行；

10、CompletableFuture<T> exceptionally(Function)，设置异步任务结束回调，异步任务异常时才会执行；

11、T get()，获取元素，会抛出非运行时异常；
12、T join()，获取元素，只会抛出运行时异常；

13、boolean complete(T value)，完成任务；

使用详解：

1、CompletableFuture包含一个线程池静态变量，ForkJoinPool默认线程池并发度大于1，使用此默认线程池初始化；

2、ForkJoinPool默认线程池并发度等于1，则创建一个线程池初始化此静态变量，每个任务创建一个线程；

3、CompletableFuture自身被提交到包含的线程池，通过包含的线程池来执行；

4、执行回调顺序：每个CF维护一个栈，CF的回调都被放到这个栈里面，所以后设置的回调先执行；

5、执行回调顺序：同步回调执行完成之后，子回调都被放到当前运行回调栈，所以子回调先设置先执行；

6、执行回调顺序：异步回调调度之后不做处理，异步回调执行完成之后执行子回调，所以子回调后设置先执行；

7、执行回调异常：异常会被吞噬，不会打印任何异常信息，不影响后续回调执行，但影响子回调执行；

8、同步回调执行线程：异步任务已经完成，回调在当前线程执行，否则在异步任务线程执行；

9、异步回调执行线程：启动一个线程执行回调，不影响且不延迟后续回调执行；