什么是ForkJoinPool异步模式

Question

ForkJoinPool的异步模式是什么意思？Javadoc提到它生成队列(是每线程队列吗？)FIFO而不是LIFO。这在实践中意味着什么？

Answer 1

ForkJoinPool中的每个工作线程都有自己的工作队列。 关注的是每个工作者处理从未从其工作队列加入的分叉任务的顺序。

处于异步模式的ForkJoinPool中的工作进程以先进先出(first in，first out)顺序处理此类任务。默认情况下，ForkJoinPool以后进先出(后进先出)的顺序处理此类任务。

需要强调的是，async模式设置只涉及从未加入的分支任务。当使用ForkJoinPool来实现最初的设计目的，即递归fork/join任务分解时，asyncMode根本不起作用。只有当worker不参与实际的fork/join处理时，它才会执行异步任务，并且只有在那时才会实际查询asyncMode标志。

下面是一个小程序，它演示了两种不同异步模式设置之间的差异：

import java.util.concurrent.*;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * Demo of {@code ForkJoinPool} behaviour in async and non-async mode.
 */
public class ForkJoinAsyncMode {
    public static void main(String[] args) {
        // Set the asyncMode argument below to true or false as desired:
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool(
                4, ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory, null, true);

        pool.invoke(new RecursiveRangeAction(0, 200));
        pool.awaitQuiescence(2L, TimeUnit.SECONDS);
    }

    /**
     * A {@code ForkJoinTask} that prints a range if the range is smaller than a
     * certain threshold; otherwise halves the range and proceeds recursively.
     * Every recursive invocation also forks off a task that is never joined.
     */
    private static class RecursiveRangeAction extends RecursiveAction {
        private static final AtomicInteger ASYNC_TASK_ID = new AtomicInteger();

        private final int start;
        private final int end;

        RecursiveRangeAction(int start, int end) {
            this.start = start;
            this.end = end;
        }

        @Override
        protected void compute() {
            if (end - start < 10) {
                System.out.format("%s range [%d-%d] done%n",
                        Thread.currentThread().getName(), start, end);
            } else {
                int mid = (start + end) >>> 1;
                int id = ASYNC_TASK_ID.incrementAndGet();

                System.out.format(
                        "%1$s [%2$d-%3$d] -< [%3$d-%4$d], fork async task %5$d%n",
                        Thread.currentThread().getName(), start, mid, end, id);

                // Fork off additional asynchronous task that is never joined.
                ForkJoinTask.adapt(() -> {
                    System.out.format("%s async task %d done%n",
                            Thread.currentThread().getName(), id);
                }).fork();

                invokeAll(new RecursiveRangeAction(start, mid),
                        new RecursiveRangeAction(mid, end));
            }
        }
    }
}

在非异步模式(ForkJoinPool的默认模式)中，从未联接的分支任务将按后进先出的顺序执行。

当您在非异步模式下运行示例程序时，查看一个worker的输出，您可能会看到类似以下的模式：

ForkJoinPool-1-worker-0 [175-187] -< [187-200], fork async task 10
ForkJoinPool-1-worker-0 [175-181] -< [181-187], fork async task 11
ForkJoinPool-1-worker-0 range [175-181] done
ForkJoinPool-1-worker-0 range [181-187] done
ForkJoinPool-1-worker-0 [187-193] -< [193-200], fork async task 12
ForkJoinPool-1-worker-0 range [187-193] done
ForkJoinPool-1-worker-0 range [193-200] done
ForkJoinPool-1-worker-0 async task 12 done
ForkJoinPool-1-worker-0 async task 11 done
ForkJoinPool-1-worker-0 async task 10 done

在这里，任务10、11、12被派生，并在worker开始执行它们之后以相反的顺序执行。

另一方面，在异步模式中，再次查看一个worker的输出，该模式可能如下所示：

ForkJoinPool-1-worker-3 [150-175] -< [175-200], fork async task 8
ForkJoinPool-1-worker-3 [150-162] -< [162-175], fork async task 9
ForkJoinPool-1-worker-3 [150-156] -< [156-162], fork async task 10
ForkJoinPool-1-worker-3 range [150-156] done
ForkJoinPool-1-worker-3 range [156-162] done
ForkJoinPool-1-worker-3 [162-168] -< [168-175], fork async task 11
...
ForkJoinPool-1-worker-3 async task 8 done
ForkJoinPool-1-worker-3 async task 9 done
ForkJoinPool-1-worker-3 async task 10 done
ForkJoinPool-1-worker-3 async task 11 done

任务8、9、10、11被派生，然后按提交的顺序执行。

什么时候使用哪种模式？无论何时选择ForkJoinPool线程池来利用其窃取工作的属性，而不是用于递归fork/join任务处理，异步模式可能是更自然的选择，因为任务是按照提交的顺序执行的。

像CompletableFuture这样的异步事件驱动框架有时被认为是从异步模式中获益的。例如，在构造复杂的CompletableFuture回调链时，异步模式下的自定义ForkJoinPool执行器可能会比默认执行器执行得稍好一些。(但我不能凭经验说话。)

Answer 2

它适用于已提交但从未联接的事件样式任务。所以基本上，执行这些任务是因为它们的副作用，而不是为了返回一个结果，该结果将在连接后由forking任务处理。