ForkJoinPool就是JDK7提供的一种“分治算法”的多线程并行计算框架。Fork意为分叉，Join意为合并，一分一合，相互配合，形成分治算法。此外，也可以将ForkJoinPool看作一个单机版的Map/Reduce，多个线程并行计算。

相比于ThreadPoolExecutor，ForkJoinPool可以更好地实现计算的负载均衡，提高资源利用率。

假设有5个任务，在ThreadPoolExecutor中有5个线程并行执行，其中一个任务的计算量很大，其余4个任务的计算量很小，这会导致1个线程很忙，其他4个线程则处于空闲状态。

利用ForkJoinPool，可以把大的任务拆分成很多小任务，然后这些小任务被所有的线程执行，从而实现任务计算的负载均衡。

快排

快排有2个步骤：

利用数组的第1个元素把数组划分成两半，左边数组里面的元素小于或等于该元素，右边数组里面的元素比该元素大
对左右的两个子数组分别排序

左右两个子数组相互独立可以并行计算。利用ForkJoinPool，代码如下：

package com.rubin.concurrent.forkjoinpool;

import java.util.Arrays;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveAction;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ForkJoinPoolDemo2 {

    static class SortTask extends RecursiveAction {

        final long[] array;
        final int lo;
        final int hi;

        public SortTask(long[] array) {
            this.array = array;
            this.lo = 0;
            this.hi = array.length - 1;
        }

        public SortTask(long[] array, int lo, int hi) {
            this.array = array;
            this.lo = lo;
            this.hi = hi;
        }

        private int partition(long[] array, int lo, int hi) {
            long x = array[hi];
            int i = lo - 1;
            for (int j = lo; j < hi; j++) {
                if (array[j] <= x) {
                    i++;
                    swap(array, i, j);
                }
            }
            swap(array, i + 1, hi);
            return i + 1;
        }

        private void swap(long[] array, int i, int j) {
            if (i != j) {
                long temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }

        @Override
        protected void compute() {
            if (lo < hi) {
                // 找到分区的元素下标
                int pivot = partition(array, lo, hi);
                // 将数组分为两部分
                SortTask left = new SortTask(array, lo, pivot - 1);
                SortTask right = new SortTask(array, pivot + 1, hi);

                left.fork();
                right.fork();
                left.join();
                right.join();
            }
        }

    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long[] array = {5, 3, 7, 9, 2, 4, 1, 8, 10};
        // 一个任务
        ForkJoinTask sort = new SortTask(array);
        // 一个pool
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        // ForkJoinPool开启多个线程，同时执行上面的子任务
        pool.submit(sort);
        // 结束ForkJoinPool
        pool.shutdown();
        // 等待结束Pool
        pool.awaitTermination(10, TimeUnit.SECONDS);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }

}

求1到n个数的和

package com.rubin.concurrent.forkjoinpool;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.ForkJoinTask;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;

public class ForkJoinPoolDemo1 {

    static class SumTask extends RecursiveTask<Long> {

        private static final int THRESHOLD = 10;
        private long start;
        private long end;

        public SumTask(long n) {
            this(1, n);
        }

        public SumTask(long start, long end) {
            this.start = start;
            this.end = end;
        }

        @Override
        protected Long compute() {
            long sum = 0;
            // 如果计算的范围在threshold之内，则直接进行计算
            if ((end - start) <= THRESHOLD) {
                for (long l = start; l <= end; l++) {
                    sum += l;
                }
            } else {
                // 否则找出起始和结束的中间值，分割任务
                long mid = (start + end) >>> 1;
                SumTask left = new SumTask(start, mid);
                SumTask right = new SumTask(mid + 1, end);
                left.fork();
                right.fork();
                // 收集子任务计算结果
                sum = left.join() + right.join();
            }
            return sum;
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws ExecutionException, InterruptedException {
        SumTask sum = new SumTask(10);
        ForkJoinPool pool = new ForkJoinPool();
        ForkJoinTask<Long> future = pool.submit(sum);
        Long aLong = future.get();
        System.out.println(aLong);
        pool.shutdown();
    }

}

上面的代码用到了RecursiveAction和RecursiveTask两个类，它们都继承自抽象类ForkJoinTask，用到了其中关键的接口 fork()、join()。二者的区别是一个有返回值，一个没有返回值。

RecursiveAction/RecursiveTask类继承关系：