重做一道Java面试题(Fork/Join)

前几天参加了一场面试,当时有这莫一道题:

如何充分利用多核CPU,计算很大List中所有整数的和? 复制代码

老实说,我当时并没有想出来具体该如何实现,只是有个大致的方向,肯定是分治法的思想;这两天我一直在尝试将这些当时没做出来的题想办法做出来,查了一些资料,看了若干文章,现在反过头来再来尝试解决一下这个题吧。
经过这两天的学习,我基本上搜集到了两种解这道题的思路: 1.用CyclicBarrier 这种方法,有网友给出了详尽的解释,在此不再复述。
2.用Fork/Join 这个方法我是受到了这几篇文章的启发:
  • JDK 7 中的 Fork/Join 模式
  • 我的Java开发学习之旅------>Java使用Fork/Join框架来并行执行任务
  • Java 多线程(5):Fork/Join 型线程池与 Work-Stealing 算法
【重做一道Java面试题(Fork/Join)】具体的看代码吧:
package com.github.since1986.test; import java.util.concurrent.ExecutionException; import java.util.concurrent.ForkJoinPool; import java.util.concurrent.Future; import java.util.concurrent.RecursiveTask; import java.util.stream.IntStream; /** * Created by since1986 on 2017/9/17. */ public class ForkJoinTest {public static void main(String... args) throws InterruptedException, ExecutionException { int[] array = IntStream.rangeClosed(0, 1_00_000_000).toArray(); //模拟一个“很大”的List,这里用直接用数组代替了(题目里其实也没说明白“很大”到底是什么概念,实际上太大了会OOM,但我觉得这道题主要考查的是对并发编程的基本思路吧,应该不会考察太深的,所以不用在意了,要是确实是要把怎么样避免OOM也考虑到的话暂时还没想到应该怎样解决)//简单粗暴的做法 int sum = 0; for (int i = 0; i < array.length; i++) { sum += array[i]; } System.out.println(sum); //Fork/Join的做法 ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(); //起一个数量等于可用CPU核数的池子(对应题目中“充分利用多核”) Task task = new Task(0, array.length, 10_000, array); Future future = forkJoinPool.submit(task); //提交Task System.out.println(future.get()); //获得返回值forkJoinPool.shutdown(); //关闭池子 }static class Task extends RecursiveTask {public static final int DEFAULT_THRESHOLD = 1000; private int high, low; private int threshold; private int[] array; Task(int low, int high, int threshold, int[] array) { this.array = array; this.low = low; this.high = high; this.threshold = threshold; //任务划分的最小值(若为1000则含义是Fork到1000大小时就不再继续Fork了) }@Override protected Integer compute() { //System.out.println("low: " + low + "high: " + high); if (high - low <= threshold) { //到了不能再Fork的阈值后直接循环累加返回 int sum = 0; for (int i = low; i < high; i++) { sum += array[i]; } //System.out.println("sum: " + sum); return sum; } else { //没有到阈值的话,继续递归拆分任务为左任务和右任务(分治法的思想) int middle = (high - low) / 2 + low; //System.out.println("middle: " + middle); Task leftHandTask = new Task(low, middle, threshold, array); //左任务 Task rightHandTask = new Task(middle, high, threshold, array); //右任务 leftHandTask.fork(); //左任务还要继续拆,直到满足上边if里的阈值条件 rightHandTask.fork(); //右任务也要继续拆,直到满足上边if里的阈值条件 return leftHandTask.join() + rightHandTask.join(); //最后Join得到结果 } } } } 复制代码

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