深入解析Fork/Join框架与CompleteableFuture

"这份PPT全面讲解了Fork/Join框架和CompleteableFuture在Java中的应用，通过图文并茂的方式帮助读者理解这两个并发处理工具。它涵盖了从并发到并行的概念，以及如何利用它们优化CPU密集型任务的处理。此外，PPT还探讨了Java并发和并行发展的历史，包括从早期的线程、锁到现代的Executor框架和多核时代的ForkJoin库。" 在Java并发编程中，Fork/Join框架是一个用于高效处理CPU密集型任务的工具，它基于工作窃取算法，旨在利用多核处理器的并行能力。Fork指的是将大任务分解为更小的子任务，而Join则是将子任务的结果合并回原任务的结果。这个框架的核心类是`ForkJoinPool`，它管理一组工作线程，这些线程会监视任务队列，一旦发现有可用的子任务就会进行“窃取”并执行，从而提高效率。 ForkJoin框架的核心类`RecursiveTask`和`RecursiveAction`用于定义可分解的任务。`RecursiveTask`用于有返回值的任务，而`RecursiveAction`则适用于无返回值的情况。用户需要继承这些类，并重写`compute()`方法来实现任务的分解和执行逻辑。 CompleteableFuture是Java 8引入的一个接口，它扩展了Future接口，增加了异步操作的能力。CompleteableFuture允许在任务完成之前注册回调函数，这样当任务完成后，这些回调函数会被自动调用。这极大地简化了异步编程的流程，同时也提供了链式调用的能力，比如可以方便地组合多个异步操作。 CompleteableFuture的主要方法包括`thenApply()`, `thenAccept()`, 和 `thenCompose()`，它们分别用于在前一个任务完成后执行函数、接受结果或启动新的异步任务。同时，`exceptionally()`和`handle()`方法则用于处理异常情况。 Java Executor框架在Java 1.5引入，它提供了一种将任务提交给线程池执行的机制，从而实现了计算逻辑与执行逻辑的解耦。ExecutorService接口是线程池的核心，它提供了`submit()`方法来提交任务。虽然Executor框架可以有效地管理线程，但对CPU密集型任务的并行处理仍有局限，这时Fork/Join框架就显得更为适用。 Fork/Join框架和CompleteableFuture是Java并发编程中重要的工具，它们各自适应不同的场景，共同构成了Java应对多核时代的并发处理策略。通过深入理解和运用这些技术，开发者可以更好地优化代码，充分利用现代硬件的并行计算能力。