2017-08-10 Java并发框架——Fork/Join

1 资料集合

Fork/Join框架(一)引言
Fork/Join框架(二)创建一个Fork/Join池
Fork/Join框架(三)加入任务的结果
Fork/Join框架(四)异步运行任务
Fork/Join框架(五)在任务中抛出异常
Fork/Join框架(六)取消任务

全部摘自并发编程网,特别好的翻译和校对,可以看特别多的内容,感谢方腾飞,感谢并发编程网 希望你们越做越好。

2 为什么要用?——业务需求

有200万左右的历史用户需要赠送会员并根据用户行为给予30天或365天的期限。
因为有业务需求,所以无法直接走DB变更。
因为用户量并没有特别大,也没用zk或者其他分布式服务均分用户去做(服务器同时启动对DB压力会很大)。

最后准备用预发单节点去刷200万的用户。很适合用多线程去处理。

3 Fork/Join 框架

多线程经验并不丰富,但是知道用线程池来管理线程比较好,查询一些Java并发的类,很多都是集中在concurrent包中,Fork/Join框架也在其中(Duog Lea 大神威武)。

既然是一个框架,自然已经处理了线程池和待任务。使用过程主要依赖ForkJoinPool 和 ForkJoinTask的两个子类RecursiveTask和RecursiveAction;ForkJoinPool继承自AbstractExecutorService,ForkJoinTask实现了Future接口。

典型ForkJoinPool的使用:

// 声明pool
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
// 执行task
pool.execute(task);
// 观察执行中
do {
    System.out.printf("******************************************\n");
    System.out.printf("Main: Parallelism: %d\n", pool.getParallelism());
    System.out.printf("Main: Active Threads: %d\n", pool.getActiveThreadCount());
    System.out.printf("Main: Task Count: %d\n", pool.getQueuedTaskCount());
    System.out.printf("Main: Steal Count: %d\n", pool.getStealCount());
    System.out.printf("******************************************\n");
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
} while (!task.isDone());
// 关闭池
pool.shutdown();
// 等待关闭
try {
    pool.awaitTermination(1, TimeUnit.DAYS);
} catch (InterruptedException e) {
    e.printStackTrace();
}

典型ForkJoinTask的设计使用:

If (problem size < default size){
  tasks=divide(task);
  execute(tasks);
} else {
  resolve problem using another algorithm;
}

ForkJoinTask简单实例(重写compute方法):

@Override
protected Integer compute() {
    int result = 0;
    if (end - start < 10) {
        result = processLines(document, start, end, word);
    } else {
        int mid = (start + end) / 2;
        DocumentTask task1 = new DocumentTask(document, start, mid, word);
        DocumentTask task2 = new DocumentTask(document, mid, end, word);
        invokeAll(task1, task2);
        try {
            result = groupResults(task1.get(), task2.get());
        } catch (InterruptedException | ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return result;
}

4 结合业务场景使用 Fork/Join

Main类使用ForkJoinPool:

RefreshAgentToMemberTask task = new RefreshAgentToMemberTask(startId, endId, applicationContext);
ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
pool.execute(task);

do {
    logger.info("Thread Count: {}", pool.getActiveThreadCount());
    logger.info("Thread Steal: {}", pool.getStealCount());
    logger.info("Parallelism: {}", pool.getParallelism());
    try {
        TimeUnit.SECONDS.sleep(10);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
} while (!task.isDone());

pool.shutdown();

if (task.isCompletedNormally()) {
    logger.info("The process has completed normally.");
}

是不是很类似于之前的例子?其实几乎所有对ForkJoinPool使用方式都类似。

ForkJoinTask 类设计:

    public class RefreshAgentToMemberTask extends RecursiveAction {
        private static final long serialVersionUID = -7434939182574934204L;
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RefreshAgentToMemberTask.class);

        private long startId;
        private long endId;
        private ApplicationContext applicationContext; // 用于获取spring bean
        private static final int THRESHOLD = 100;//10000; TODO test=100, prod=10000

        private Map<String, Long> times = new HashMap<>();

        RefreshAgentToMemberTask(long startId, long endId, ApplicationContext applicationContext) {
            this.startId = startId;
            this.endId = endId;
            this.applicationContext = applicationContext;
        }

        @Override
        protected void compute() {
            if (endId - startId <= THRESHOLD) {
                doAgentToMember();
            } else {
                long middleId = (startId + endId) / 2;
                RefreshAgentToMemberTask task1 = new RefreshAgentToMemberTask(startId, middleId, applicationContext);
                RefreshAgentToMemberTask task2 = new RefreshAgentToMemberTask(middleId, endId, applicationContext);
                invokeAll(task1, task2);
            }
        }

        /**
         * 到达阀值以内的处理方法
         */
        private void doAgentToMember() {
            logger.info("task doAgentToMember range: startId={}, endId={}.", startId, endId);
            long start = System.currentTimeMillis();
            ......
            logger.info("startId={}, endId={}. total cost={}", startId, endId, (System.currentTimeMillis() - start));
        }
    }

5 测试结果

很遗憾,没有在线上环境使用,因为功能被大老板砍了。没想到技术没干成的事最后是老板砍了,估计产品也没想到。

不过在测试环境还是做了尝试,利用本机(Mac JVM 能拿到的CPU核数是4),数据量1.8万,两次执行遍历所有用时分别为330s,360s。全部遍历大概需要 38,888s ~ 10小时。挺好的,预发机器估计比我性能好,上班点一下,下班了就可以验证。

6 感想

业务有需要,加上一点点平时的积累,没准就能学到一些有用的新技术。为了技术点赞~。

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