Java8新特性关于并行流与串行流，你必须掌握这些！！

Posted 2020-12-06 冰河团队

写在前面

提到Java8，我们不得不说的就是Lambda表达式和Stream API。而在Java8中，对于并行流和串行流同样做了大量的优化。对于并行流和串行流的知识，也是在面试过程中，经常被问到的知识点。当然，我们不能只是为了应付面试来学习这些知识，更重要的是将这些知识运用到实际的工作中，更好的提高我们的工作效率和工作质量。

什么是并行流？

简单来说，并行流就是把一个内容分成多个数据块，并用不同的线程分别处理每个数据块的流。

Java 8 中将并行进行了优化，我们可以很容易的对数据进行并行操作。 Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与sequential() 在并行流与顺序流之间进行切换 。

Fork/Join 框架

Fork/Join 框架： 就是在必要的情况下，将一个大任务，进行拆分(fork)成若干个小任务（拆到不可再拆时），再将一个个的小任务运算的结果进行 join 汇总 。

Fork/Join 框架与传统线程池有啥区别？

采用 “工作窃取”模式（work-stealing）：

当执行新的任务时它可以将其拆分成更小的任务执行，并将小任务加到线程队列中，然后再从一个随机线程的队列中偷一个并把它放在自己的队列中。

相对于一般的线程池实现，fork/join框架的优势体现在对其中包含的任务的处理方式上。在一般的线程池中，如果一个线程正在执行的任务由于某些原因无法继续运行，那么该线程会处于等待状态。而在fork/join框架的实现中，如果某个子任务由于等待另外一个子任务的完成而无法继续运行。那么处理该子问题的线程会主动寻找其他尚未运行的子任务来执行。这种方式减少了线程的等待时间，提高了程序的性能。

Fork/Join框架实例

了解了ForJoin框架的原理之后，我们就来手动写一个使用Fork/Join框架实现累加和的示例程序，以帮助读者更好的理解Fork/Join框架。好了，不废话了，上代码，大家通过下面的代码好好体会下Fork/Join框架的强大。

package io.binghe.concurrency.example.aqs;
 
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
@Slf4j
public class ForkJoinTaskExample extends RecursiveTask<Integer> {
    public static final int threshold = 2;
    private int start;
    private int end;
    public ForkJoinTaskExample(int start, int end) {
        this.start = start;
        this.end = end;
    }
    @Override
    protected Integer compute() {
        int sum = 0;
        //如果任务足够小就计算任务
        boolean canCompute = (end - start) <= threshold;
        if (canCompute) {
            for (int i = start; i <= end; i++) {
                sum += i;
            }
        } else {
            // 如果任务大于阈值，就分裂成两个子任务计算
            int middle = (start + end) / 2;
            ForkJoinTaskExample leftTask = new ForkJoinTaskExample(start, middle);
            ForkJoinTaskExample rightTask = new ForkJoinTaskExample(middle + 1, end);
 
            // 执行子任务
            leftTask.fork();
            rightTask.fork();
 
            // 等待任务执行结束合并其结果
            int leftResult = leftTask.join();
            int rightResult = rightTask.join();
 
            // 合并子任务
            sum = leftResult + rightResult;
        }
        return sum;
    }
    public static void main(String[] args) {
        ForkJoinPool forkjoinPool = new ForkJoinPool();
 
        //生成一个计算任务，计算1+2+3+4
        ForkJoinTaskExample task = new ForkJoinTaskExample(1, 100);
 
        //执行一个任务
        Future<Integer> result = forkjoinPool.submit(task);
 
        try {
            log.info("result:{}", result.get());
        } catch (Exception e) {
            log.error("exception", e);
        }
    }
}

Java8中的并行流实例

Java8对并行流进行了大量的优化，并且在开发上也极大的简化了程序员的工作量，我们只需要使用类似如下的代码就可以使用Java8中的并行流来处理我们的数据。

LongStream.rangeClosed(0, 10000000L).parallel().reduce(0, Long::sum);

在Java8中如何优雅的切换并行流和串行流呢？

Stream API 可以声明性地通过 parallel() 与sequential() 在并行流与串行流之间进行切换 。

写在最后

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最后，附上Java8新特性核心知识图，祝大家在学习Java8新特性时少走弯路。