Java并发工具：Fork/Join框架案例解析

原创喜欢ヅ旅行 2024-09-11 03:30 86阅读 0赞

Fork/Join框架是Java并发工具库中的一个重要部分，它主要用于处理大规模并行任务。以下是一个使用Fork/Join框架的简单案例解析：

案例：排序一个大数组

1. **理解问题**：
   我们有一个非常大的整数数组，我们需要对这个数组进行排序。

2. **设计解决方案**（Fork/Join架构）：
   - **Fork阶段**：我们将大型数组分割成多个子数组。这一步的逻辑是使用Java的`split()`方法或者`subArray()`方法来实现。
   
   - **Join阶段**：每个子任务完成后，返回的结果会被合并成一个有序的数组。这里我们可以使用Java的`Arrays.sort()`方法进行排序。

3. **编写代码**：
```java
import java.util.Arrays;

public class LargeArraySortExample {
    // Fork阶段: 分割大数组
    private static int[] splitLargeArray(int[] array, int size) {
        int subSize = (size + 1) / 2;
        int[][] partitions = new int[subSize][];
        
        for (int i = 0; i < subSize; i++) {
            int start = i * subSize;
            int end = Math.min(start + subSize, size));
            
            partitions[i] = Arrays.copyOfRange(array, start, end);
        }
        
        return partitions.flatten();
    }

// Join阶段: 合并排序后的子数组
    private static int[] mergePartitions(int[] partitions) {
        int size = partitions.length;
        int resultIndex = 0;

for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
            if (partitions[i].length == 0) {
                continue;
            }
            
            if (i == 0 || partitions[i - 1]].length != partitions[i].length) {
                // Merge different lengths
                int[] temp = Arrays.copyOfRange(partitions[i], 0, partitions[i].length - 1), 0, partitions[i].length - 1);
                
                // Replace partition i with the merged array
                partitions[i] = Arrays.copyOfRange(temp, 0, temp.length));
            }
            
            if (partitions[i].length == partitions[i + 1]].length) {
                // Merge same lengths
                int[] mergeResult = new int[partitions[i].length]];
                
                System.arraycopy(partitions[i], 0, partitions[i].length - 1), 0, mergeResult, 0, mergeResult.length - 1);
                
                // Replace partition i with the merged array
                partitions[i] = Arrays.copyOfRange(mergeResult, 0, mergeResult.length));
            }
            
            resultIndex++;
        }

return partitions;
    }

public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[1000000];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = i;
        }

// Split large array into subarrays
        int[][] partitions = splitLargeArray(array, array.length));

// Merge and sort each subarray
        int[] sortedPartitions = mergeAndSortPartitions(partitions);

// Print final sorted array
        System.out.println("Sorted array: " + Arrays.toString(sortedPartitions)));
    }
}
```

这个例子中，我们首先定义了一个大数组，并对其进行了填充。然后，我们使用`splitLargeArray()`方法将大型数组分割成多个子数组。

接下来，我们使用`mergeAndSortPartitions()`方法合并和排序每个子数组。最后，我们将排序后的子数组打印出来。

通过这个案例，你可以理解Fork/Join框架在处理大规模并行任务中的作用。