La classe ForkJoinPool en Java, utilisée avec le framework Fork/Join, en est précisément la concrétisation. Elle fournit des mécanismes pour gérer des tâches pouvant être divisées en sous-tâches plus petites et exécutées en parallèle.

Main.java


              1
            
ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();

ForkJoinPool repose sur le concept de deux actions fondamentales : fork et join. Fork correspond à l'action de diviser une tâche importante en plusieurs sous-tâches plus petites pouvant être exécutées en parallèle. Join désigne le processus par lequel les résultats de ces sous-tâches sont combinés afin de former le résultat de la tâche initiale.

Étude de cas

Supposons que vous deviez analyser un ensemble de données volumineux pouvant être divisé en plusieurs sous-ensembles. Si chaque ensemble de données est traité séparément puis que les résultats sont fusionnés, il est possible de d’accélérer considérablement le traitement, en particulier sur les systèmes multiprocesseurs.

Comment utiliser ForkJoinPool

Il existe 2 classes permettant d’implémenter des tâches : RecursiveTask et RecursiveAction. Toutes deux nécessitent l’implémentation de la méthode abstraite compute(). Dans RecursiveTask, la méthode compute() retourne une valeur, tandis que dans RecursiveAction, la méthode compute() retourne void.

Main.java


              12345678
            
class ExampleTask extends RecursiveTask<String> {

    @Override
    protected String compute() {
        // code
        return null;
    }
}

Lorsque nous héritons de RecursiveTask, il est nécessaire de spécifier le type de données que notre méthode compute() va retourner en utilisant la syntaxe RecursiveTask<String>.

Main.java


              1234567
            
class ExampleAction extends RecursiveAction {

    @Override
    protected void compute() {
        // code
    }
}

Ici, c'est l'inverse : il n'est pas nécessaire de spécifier explicitement le type dans RecursiveAction, car notre méthode ne retournera rien et se contentera d'exécuter la tâche.

Démarrage d'une tâche

Il est possible de démarrer une tâche pour exécution sans même utiliser ForkJoinPool, simplement en utilisant les méthodes fork() et join().

Il est important de noter que la méthode fork() envoie la tâche à un certain thread. La méthode join() est utilisée pour obtenir le résultat.

Main.java


              12345
            
public static void main(String[] args) {
    ExampleTask simpleClass = new ExampleTask();
    simpleClass.fork();
    System.out.println(simpleClass.join());
}

Principales méthodes de ForkJoinPool

invoke() : Démarre une tâche dans le pool et attend sa complétion. Retourne le résultat de l'exécution de la tâche ;
submit() : Soumet une tâche au pool, mais ne bloque pas le thread courant pendant l'attente de la complétion de la tâche. Peut être utilisé pour soumettre des tâches et récupérer leurs objets Future ;
execute() : Exécute une tâche dans le pool, mais ne retourne pas de résultat et ne bloque pas le thread courant.

Comment démarrer une tâche avec ForkJoinPool, c'est très simple !

Main.java


              12345
            
public static void main(String[] args) {
    ExampleAction simpleClass = new ExampleAction();
    ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
    System.out.println(forkJoinPool.invoke(simpleClass));
}

Mais quelle est la différence entre l'exécution avec fork(), join() et via la classe ForkJoinPool ?

C'est très simple ! Lors de l'utilisation de la première méthode avec les méthodes fork(), join(), la tâche démarre dans le même thread où ces méthodes sont appelées, bloquant ce thread, tandis qu'avec la classe ForkJoinPool, un thread est attribué depuis le pool et la tâche s'exécute dans ce thread sans bloquer le thread principal.

Examinons cela de plus près, supposons que nous ayons une telle implémentation :

Main.java


              12345678
            
class ExampleRecursiveTask extends RecursiveTask<String> {

    @Override
    protected String compute() {
        System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        return "Wow, it works!!!";
    }
}

Et nous souhaitons exécuter ce code en utilisant fork() et join(). Observons ce qui sera affiché dans la console et quel thread effectuera cette tâche.

Main.java


              1234567
            
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExampleRecursiveTask simpleClass = new ExampleRecursiveTask();
        simpleClass.fork();
        System.out.println(simpleClass.join());
    }
}

Et nous obtenons cette sortie dans la console :

Thread: main
Wow, it works!!!

Examinons maintenant ce qui se passe si nous exécutons avec ForkJoinPool :

Main.java


              1234567
            
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExampleRecursiveTask simpleClass = new ExampleRecursiveTask();
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        System.out.println(forkJoinPool.invoke(simpleClass));
    }
}

Et nous obtenons la conclusion suivante :

Thread: ForkJoinPool-1-worker-1
Wow, it works!!!

Comme vous pouvez le constater, la différence réside dans le fait qu'en utilisant la première méthode, la tâche est exécutée dans le même thread qui a appelé cette tâche (thread principal). Mais si l’on utilise la deuxième méthode, le thread est pris dans le pool de threads ForkJoinPool et le thread principal qui a appelé cette logique n’est pas bloqué et continue son exécution !

Comment implémenter Fork/Join dans le code

La manière la plus simple d'expliquer cela serait à travers une vidéo, plutôt que de vous fournir 50 à 80 lignes de code et de l'expliquer point par point.

Remarque

ForkJoinPool est efficace pour les tâches pouvant être facilement divisées en sous-tâches plus petites. Cependant, si les tâches sont trop petites, l'utilisation de ForkJoinPool peut ne pas apporter de gain de performance significatif.

Tout était clair ?

Merci pour vos commentaires !

Section 4. Chapitre 2

Demandez à l'IA

Posez n'importe quelle question ou essayez l'une des questions suggérées pour commencer notre discussion

Suggested prompts:

Can you explain the difference between RecursiveTask and RecursiveAction again?

How do I decide what threshold to use when splitting tasks?

Can you give a simple code example of using ForkJoinPool?

Awesome!

Completion rate improved to 3.33

Glissez pour afficher le menu

Main.java


              1
            
ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();

Étude de cas

Comment utiliser ForkJoinPool

Main.java


              12345678
            
class ExampleTask extends RecursiveTask<String> {

    @Override
    protected String compute() {
        // code
        return null;
    }
}

Lorsque nous héritons de RecursiveTask, il est nécessaire de spécifier le type de données que notre méthode compute() va retourner en utilisant la syntaxe RecursiveTask<String>.

Main.java


              1234567
            
class ExampleAction extends RecursiveAction {

    @Override
    protected void compute() {
        // code
    }
}

Ici, c'est l'inverse : il n'est pas nécessaire de spécifier explicitement le type dans RecursiveAction, car notre méthode ne retournera rien et se contentera d'exécuter la tâche.

Démarrage d'une tâche

Il est possible de démarrer une tâche pour exécution sans même utiliser ForkJoinPool, simplement en utilisant les méthodes fork() et join().

Il est important de noter que la méthode fork() envoie la tâche à un certain thread. La méthode join() est utilisée pour obtenir le résultat.

Main.java


              12345
            
public static void main(String[] args) {
    ExampleTask simpleClass = new ExampleTask();
    simpleClass.fork();
    System.out.println(simpleClass.join());
}

Principales méthodes de ForkJoinPool

invoke() : Démarre une tâche dans le pool et attend sa complétion. Retourne le résultat de l'exécution de la tâche ;
submit() : Soumet une tâche au pool, mais ne bloque pas le thread courant pendant l'attente de la complétion de la tâche. Peut être utilisé pour soumettre des tâches et récupérer leurs objets Future ;
execute() : Exécute une tâche dans le pool, mais ne retourne pas de résultat et ne bloque pas le thread courant.

Comment démarrer une tâche avec ForkJoinPool, c'est très simple !

Main.java


              12345
            
public static void main(String[] args) {
    ExampleAction simpleClass = new ExampleAction();
    ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
    System.out.println(forkJoinPool.invoke(simpleClass));
}

Mais quelle est la différence entre l'exécution avec fork(), join() et via la classe ForkJoinPool ?

Examinons cela de plus près, supposons que nous ayons une telle implémentation :

Main.java


              12345678
            
class ExampleRecursiveTask extends RecursiveTask<String> {

    @Override
    protected String compute() {
        System.out.println("Thread: " + Thread.currentThread().getName());
        return "Wow, it works!!!";
    }
}

Et nous souhaitons exécuter ce code en utilisant fork() et join(). Observons ce qui sera affiché dans la console et quel thread effectuera cette tâche.

Main.java


              1234567
            
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExampleRecursiveTask simpleClass = new ExampleRecursiveTask();
        simpleClass.fork();
        System.out.println(simpleClass.join());
    }
}

Et nous obtenons cette sortie dans la console :

Thread: main
Wow, it works!!!

Examinons maintenant ce qui se passe si nous exécutons avec ForkJoinPool :

Main.java


              1234567
            
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        ExampleRecursiveTask simpleClass = new ExampleRecursiveTask();
        ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool();
        System.out.println(forkJoinPool.invoke(simpleClass));
    }
}

Et nous obtenons la conclusion suivante :

Thread: ForkJoinPool-1-worker-1
Wow, it works!!!

Comment implémenter Fork/Join dans le code

La manière la plus simple d'expliquer cela serait à travers une vidéo, plutôt que de vous fournir 50 à 80 lignes de code et de l'expliquer point par point.

Remarque

Tout était clair ?

Merci pour vos commentaires !

Section 4. Chapitre 2

Pool ForkJoin

Étude de cas

Comment utiliser ForkJoinPool

Démarrage d'une tâche

Principales méthodes de ForkJoinPool

Comment implémenter Fork/Join dans le code

Awesome!

Pool ForkJoin

Étude de cas

Comment utiliser ForkJoinPool

Démarrage d'une tâche

Principales méthodes de ForkJoinPool

Comment implémenter Fork/Join dans le code