作者 R.J. Lorimer譯者 韓鍇 發(fā)布于 2008年3月23日 下午10時(shí)6分

社區(qū)

Java

主題

編程,

性能和擴(kuò)展性,

JCP標(biāo)準(zhǔn)

今天，處理器的內(nèi)核數(shù)量在不斷增加，以什么樣的方法開發(fā)程序才能發(fā)揮出新硬件的效能呢？這正變成一個(gè)愈發(fā)重要的問題擺在了開發(fā)者面前。IBM Developerworks已經(jīng)發(fā)布了一篇介紹Fork-Join并發(fā)類庫(kù)的連載文章，F(xiàn)ork-Join類庫(kù)會(huì)作為即將來(lái)到的Java 7的一部分進(jìn)行發(fā)布。InfoQ以前也報(bào)道過Java 7中最初的fork/join提案，其中還包含來(lái)自最初創(chuàng)建者Doug Lea的反饋。Doug Lea在他的論文“Fork/Join Parallelism in Java”中，首次把fork/join的概念引入到Java中。Doug Lea的util.concurrent包是JSR-166的基礎(chǔ)，后者是發(fā)布在Java 5中的java.util.concurrentl類庫(kù)。Fork/Join是對(duì)JSR-166的簡(jiǎn)單修訂。

連載文章的第一部分詳細(xì)介紹了fork-join類庫(kù)的核心概念，以及它要解決的問題：

硬件的發(fā)展趨勢(shì)非常清晰；Moore定律表明不會(huì)出現(xiàn)更高的時(shí)鐘頻率，但是每個(gè)芯片上會(huì)集成更多的內(nèi)核。很容易想象讓十幾個(gè)處理器繁忙地處理一個(gè)粗粒度的任務(wù)邊界（比如一個(gè)用戶請(qǐng)求），但是這項(xiàng)技術(shù)不會(huì)擴(kuò)大到數(shù)千個(gè)處理器——在這種環(huán)境下短時(shí)間內(nèi)流量可能會(huì)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，但最終硬件趨勢(shì)將會(huì)占上風(fēng)。當(dāng)跨入多內(nèi)核時(shí)代時(shí)，我們需要找到更細(xì)粒度的并行性，否則將面臨即便有許多工作需要去做而處理器卻仍處于空閑的風(fēng)險(xiǎn)。如果希望跟上技術(shù)發(fā)展的腳步，軟件平臺(tái)也必須配合主流硬件平臺(tái)的轉(zhuǎn)變。最終，Java 7將會(huì)包含一種框架，用于表示某種更細(xì)粒度級(jí)別的并行算法：fork-join框架。

第二部分深入探討了在第一部分里定義的概念，涉及到分而治之（divide-and-conquer）的編程技術(shù)：

Fork-join融合了分而治之技術(shù)；獲取問題后，遞歸地將它分成多個(gè)子問題，直到每個(gè)子問題都足夠小，以至于可以高效地串行地解決它們。遞歸的過程將會(huì)把問題分成兩個(gè)或者多個(gè)子問題，然后把這些問題放入隊(duì)列中等待處理（fork步驟），接下來(lái)等待所有子問題的結(jié)果（join步驟），把多個(gè)結(jié)果合并到一起。

文章接下來(lái)展示了一個(gè)使用fork/join實(shí)現(xiàn)合并排序（merge-sort）算法的示例。

這個(gè)連載系列的最后一部分介紹了ParallelArray類。ParallelArray是一個(gè)可用于fork/join算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它提供了一個(gè)通用目的API，以高度并發(fā)的方式執(zhí)行數(shù)據(jù)集的搜索、過濾和轉(zhuǎn)換。

從事Java的BGGA閉包提案的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)采納了fork-join框架與閉包協(xié)同工作。他們還在站點(diǎn)上提供了一個(gè)可以工作的實(shí)現(xiàn)。Developerworks上的那篇連載文章列舉了兩個(gè)使用ParallelArray類的例子，它們之間的區(qū)別在于是否使用了閉包：

下面的例子是查找一組學(xué)生中最好的GPA，它用到了當(dāng)前Java 7的fork/join提案：

ParallelArray students = new ParallelArray(fjPool, data);

double bestGpa = students.withFilter(isSenior)

.withMapping(selectGpa)

.max();



public class Student {

String name;

int graduationYear;

double gpa;

}



static final Ops.Predicate isSenior = new Ops.Predicate() {

public boolean op(Student s) {

return s.graduationYear == Student.THIS_YEAR;

}

};



static final Ops.ObjectToDouble selectGpa = new Ops.ObjectToDouble() {

public double op(Student student) {

return student.gpa;

}

};

下面的例子與上面的相同，不過使用了BGGA閉包提案：

double bestGpa = students.withFilter({Student s => (s.graduationYear == THIS_YEAR) })

.withMapping({ Student s => s.gpa })

.max();

根據(jù)當(dāng)前的狀況估計(jì)，Java 7會(huì)在2009年早期發(fā)布。

查看英文鏈接：Parallelism with Fork/Join in Java 7


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