Java 7 的并行支持：Fork/Join

今天，处理器的内核数量在不断增加，以什么样的方法开发程序才能发挥出新硬件的效能呢？这正变成一个愈发重要的问题摆在了开发者面前。 IBM Developerworks 已经发布了一篇介绍 Fork-Join 并发类库的连载文章，Fork-Join 类库会作为即将来到的 Java 7 的一部分进行发布。InfoQ 以前也报道过 Java 7 中最初的 fork/join 提案，其中还包含来自最初创建者 Doug Lea 的反馈。 Doug Lea 在他的论文“ 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 的基础，后者是发布在 Java 5 中的 java.util.concurrentl 类库。Fork/Join 是对 JSR-166 的简单修订。

连载文章的第一部分详细介绍了 fork-join 类库的核心概念，以及它要解决的问题：

硬件的发展趋势非常清晰；Moore 定律表明不会出现更高的时钟频率，但是每个芯片上会集成更多的内核。很容易想象让十几个处理器繁忙地处理一个粗粒度的任务边界（比如一个用户请求），但是这项技术不会扩大到数千个处理器——在这种环境下短时间内流量可能会呈指数级增长，但最终硬件趋势将会占上风。当跨入多内核时代时，我们需要找到更细粒度的并行性，否则将面临即便有许多工作需要去做而处理器却仍处于空闲的风险。如果希望跟上技术发展的脚步，软件平台也必须配合主流硬件平台的转变。最终，Java 7 将会包含一种框架，用于表示某种更细粒度级别的并行算法：fork-join 框架。

第二部分深入探讨了在第一部分里定义的概念，涉及到分而治之（divide-and-conquer）的编程技术： > Fork-join 融合了分而治之技术；获取问题后，递归地将它分成多个子问题，直到每个子问题都足够小，以至于可以高效地串行地解决它们。递归的过程将会把问题分成两个或者多个子问题，然后把这些问题放入队列中等待处理（ fork步骤），接下来等待所有子问题的结果（join步骤），把多个结果合并到一起。

文章接下来展示了一个使用 fork/join 实现合并排序（merge-sort）算法的示例。

这个连载系列的最后一部分介绍了ParallelArray 类。ParallelArray 是一个可用于fork/join 算法的数据结构，它提供了一个通用目的API，以高度并发的方式执行数据集的搜索、过滤和转换。

从事 Java 的 BGGA 闭包提案的团队已经采纳了 fork-join 框架与闭包协同工作。他们还在站点上提供了一个可以工作的实现。Developerworks 上的那篇连载文章列举了两个使用ParallelArray 类的例子，它们之间的区别在于是否使用了闭包：

下面的例子是查找一组学生中最好的GPA，它用到了当前Java 7 的fork/join 提案：

ParallelArray students = new ParallelArray(fjPool, data);<br></br>double bestGpa = students.withFilter(isSenior)<br></br> .withMapping(selectGpa)<br></br> .max();<p>public class Student {</p><br></br> String name;<br></br> int graduationYear;<br></br> double gpa;<br></br>}<p>static final Ops.Predicate isSenior = new Ops.Predicate() {</p><br></br> public boolean op(Student s) {<br></br> return s.graduationYear == Student.THIS_YEAR;<br></br> }<br></br>};<p>static final Ops.ObjectToDouble selectGpa = new Ops.ObjectToDouble() {</p><br></br> public double op(Student student) {<br></br> return student.gpa;<br></br> }<br></br>};<br></br> 下面的例子与上面的相同，不过使用了 BGGA 闭包提案：
double bestGpa = students.withFilter({Student s => (s.graduationYear == THIS_YEAR) })<br></br> .withMapping({ Student s => s.gpa })<br></br> .max();<br></br> 根据当前的状况估计，Java 7 会在 2009 年早期发布。查看英文链接： Parallelism with Fork/Join in Java 7