重作一道Java面试题（Fork/Join）

前几天参加了一场面试，当时有这莫一道题：

如何充分利用多核CPU，计算很大List中全部整数的和？
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老实说，我当时并无想出来具体该如何实现，只是有个大体的方向，确定是分治法的思想；这两天我一直在尝试将这些当时没作出来的题想办法作出来，查了一些资料，看了若干文章，如今反过头来再来尝试解决一下这个题吧。

通过这两天的学习，我基本上搜集到了两种解这道题的思路： 1.用CyclicBarrier 这种方法，有网友给出了详尽的解释，在此再也不复述。

2.用Fork/Join 这个方法我是受到了这几篇文章的启发：

• JDK 7 中的 Fork/Join 模式

• 个人Java开发学习之旅------>Java使用Fork/Join框架来并行执行任务

• Java 多线程（5）：Fork/Join 型线程池与 Work-Stealing 算法

具体的看代码吧：

package com.github.since1986.test;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
import java.util.stream.IntStream;

/**
 * Created by since1986 on 2017/9/17.
 */
public class ForkJoinTest {

    public static void main(String... args) throws InterruptedException, ExecutionException {
        int[] array = IntStream.rangeClosed(0, 1_00_000_000).toArray(); //模拟一个“很大”的List，这里用直接用数组代替了（题目里其实也没说明白“很大”究竟是什么概念，实际上太大了会OOM，但我以为这道题主要考查的是对并发编程的基本思路吧，应该不会考察太深的，因此不用在乎了，要是确实是要把怎么样避免OOM也考虑到的话暂时还没想到应该怎样解决）

        //简单粗暴的作法
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            sum += array[i];
        }
        System.out.println(sum);

        //Fork/Join的作法
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(); //起一个数量等于可用CPU核数的池子（对应题目中“充分利用多核”）
        Task task = new Task(0, array.length, 10_000, array);

        Future<Integer> future = forkJoinPool.submit(task); //提交Task
        System.out.println(future.get()); //得到返回值

        forkJoinPool.shutdown(); //关闭池子
    }

    static class Task extends RecursiveTask<Integer> {

        public static final int DEFAULT_THRESHOLD = 1000;
        private int high, low;
        private int threshold;
        private int[] array;

        Task(int low, int high, int threshold, int[] array) {
            this.array = array;
            this.low = low;
            this.high = high;
            this.threshold = threshold; //任务划分的最小值（若为1000则含义是Fork到1000大小时就再也不继续Fork了）
        }

        @Override
        protected Integer compute() {
            //System.out.println("low: " + low + " high: " + high);
            if (high - low <= threshold) { //到了不能再Fork的阈值后直接循环累加返回
                int sum = 0;
                for (int i = low; i < high; i++) {
                    sum += array[i];
                }
                //System.out.println("sum: " + sum);
                return sum;
            } else { //没有到阈值的话，继续递归拆分任务为左任务和右任务（分治法的思想）
                int middle = (high - low) / 2 + low;
                //System.out.println("middle: " + middle);
                Task leftHandTask = new Task(low, middle, threshold, array); //左任务
                Task rightHandTask = new Task(middle, high, threshold, array); //右任务
                leftHandTask.fork(); //左任务还要继续拆，直到知足上边if里的阈值条件
                rightHandTask.fork(); //右任务也要继续拆，直到知足上边if里的阈值条件
                return leftHandTask.join() + rightHandTask.join(); //最后Join获得结果
            }
        }
    }
}
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