Fork/Join框架是java7提供的一个用于并行执行任务的框架，是一个把大部分任务分割成若干小任务，最终汇总每个小任务结果后得到大任务结果的框架。我们再通过Fork、Join这两个词来理解Fork/Join框架。Fork就是把一个大任务切分成若干子任务并行地执行，join就是合并这些子任务的结果，最后得到这个任务的结果。比如计算1+2+3…+10000，可以分割成十个子任务，每个子任务分别对1000个数进行求和，最终汇总这10个子任务的结果。
工作窃取（work-stealing）算法是指某个线程从其他队列里窃取任务来执行。那么，为什么需要使用工作窃取算法呢？假如我们需要做一个比较大的任务，为了减少线程间的竞争，把这些子任务分别放到不同的队列里，并为每一个队列创建一个单独的线程来执行队列里的任务，线程和队列一一对应。比如A线程负责处理A队列里的任务。但是有的线程会先把自己队列里的任务做完，而其他线程对应的队列里还有任务等待处理。干完活的线程预期等待着，不如去帮助其他线程去干活，于是他就去其他线程对应的队列里窃取一个任务来执行。而在这时候他们会访问同一个队列，所以为了减少窃取任务的线程和被窃取任务线程之间的竞争，通常会使用双端队列，被窃取任务线程永远从双端队列的头部拿任务执行，而窃取任务的线程永远从双端队列的尾部拿任务去执行。
工作窃取算法的优点是：充分利用线程进行并行计算，减少线程间的竞争。
工作窃取算法的缺点是：在某些情况下还是存在竞争，比如双端队列里只有一刻任务时。并且该算法会消耗更多的系统资源。比如创建多个线程和双端队列。
我们已经很清楚Fork/Join框架的需求了，那么可以思考一下，如果让我们设计一个Fork/join框架，该如何设计？这个思考有助于你理解Fork/join框架的设计。
Fork/join框架有两个类来完成以上工作：
任务分割出来的子任务会添加到当前工作线程所维护的双端队列中，进入队列的头部。当一个工作线程的队列里没有任务时，他会随机从其他工线程的队列的尾部获取一个任务。
让我们通过一个简单的需求来使用Fork/Join框架，需求是：计算1+2+3+4的结果。
使用Fork/Join框架首先要考虑到的是如何分割任务，如果我们希望每个子任务最多执行两个数的相加，那么我们设置分割的阈值是2，由于是4个数字相加，所以Fork／Join框架会把这个任务fork成两个子任务，子任务一负责计算1+2，子任务二负责计算3+4，然后再join两个子任务的结果。因为是有结果的任务，所以必须继承RecursiveTask，实现代码如下：
import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.RecursiveTask;
public class CountTask extends RecursiveTask<Integer> {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private static final int THRESHOLD = 2; //阈值
private int start;
private int end;
public CountTask(int start, int end) {
super();
this.start = start;
this.end = end;
}
@Override
protected Integer compute() {
int sum = 0;
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，就分裂成哥子任务来计算
int middle = (start+end)/2;
CountTask leftTask = new CountTask(start, middle);
CountTask rightTask = new CountTask(middle+1, end);
//拆分成子任务
leftTask.fork();
rightTask.fork();
//等到子任务执行完，并得到器结果
Integer leftResult = leftTask.join();
Integer 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，负责计算1+2+3+4
CountTask task = new CountTask(1, 4);
//执行任务
Future<Integer> resultFuture = forkJoinPool.submit(task);
try {
Integer result = resultFuture.get();
System.out.println("result=" + result);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//运行结果
result=10
通过这个例子，我们进一步了解ForkJoinTask，ForkJoinTask与一般任务的主要区别在于它需要实现compute方法，在这个方法里，首先需要判断任务是否足够小，如果足够小就直接执行任务；如果不足够小，就必须分割成两个子任务，每个子任务在调用fork方法时，又会进入compute方法，看看当期啊任务是否需要再分割成子任务，如果不需要继续分割，则执行当前任务并返回结果。使用join方法会等待子任务执行完并返回结果。
ForkJoinTask在执行的时候有可能会抛出异常，但是我们没有办法在主线程中直接不获取异常，所以ForkJoinTask还提供了isCompletedAbnormally()方法来检查任务是否已经抛出异常或已经被取消了，并且可以通过ForkJoinTask的getException方法来获取异常。使用代码如下：
if (task.isCompletedAbnormally()) {
System.out.println(task.getException());
}
getException()返回Throwable对象，如果任务被取消了则返回CancellationException。如果任务没有完成或者没有抛出异常则返回null。
