Java의 Fork/Join 프레임워크란 무엇입니까?

1. Fork/Join 프레임워크란 무엇입니까?

Fork/Join 프레임워크는 Java 7에 도입된java.util.concurrent패키지의 일부입니다. 이는 각 청크를 처리할 수 있는 더 작은 청크로 재귀적으로 나눌 수 있는 작업을 위해 설계되었습니다. 독립적으로. 프레임워크는 분할 정복 원칙에 따라 작동하므로 정렬, 검색 및 기타 재귀 알고리즘과 같은 작업에 이상적입니다.

2. Fork/Join 프레임워크 구현

2.1 ForkJoin태스크

ForkJoinTask는 Fork/Join 프레임워크 내에서 실행할 수 있는 작업의 기본 클래스입니다. 작업이 새 하위 작업을 포크하고 완료되면 결합할 수 있는 핵심 작업을 제공합니다.

예:

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2.2 ForkJoinPool

ForkJoinPool은ForkJoinTask인스턴스를 실행하기 위해 작업자 스레드 풀을 관리하는 중앙 클래스입니다. 작업 도용 알고리즘을 사용하여 바쁜 스레드에서 유휴 스레드로 작업을 재분배하여 모든 스레드를 바쁜 상태로 유지합니다.

예:

으아아아

2.3 RecursiveTask와 RecursiveAction

RecursiveTask는 작업이 결과를 반환할 때 사용되고, RecursiveAction은 결과를 반환하지 않을 때 사용됩니다.

RecursiveAction을 사용한 예 :

으아아아

2.4 데모 및 결과

ForkJoinExample을 실행하면 배열 요소의 합계가 출력됩니다. Fork/Join 프레임워크는 작업을 더 작은 청크로 나누고 병렬로 처리하여 특히 대규모 데이터 세트의 경우 상당한 성능 향상을 보여줍니다.

예를 들어 1부터 100까지의 숫자를 합하면 다음과 같습니다.

으아아아

PrintTask의 경우 프레임워크는 배열 인쇄 작업을 나누어 병렬로 실행하고 세그먼트를 동시에 출력합니다.

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3. 포크/조인 프레임워크의 다양한 차원

3.1 Fork/Join의 장점

• 효율성: 사용 가능한 모든 CPU 코어를 활용하여 작업 실행 속도가 빨라집니다.
• 확장성: 대규모 데이터 세트를 더 작고 관리 가능한 작업으로 나누어 처리할 수 있습니다.
• 작업 훔치기: 과부하된 스레드에서 유휴 스레드로 작업을 재분배하여 모든 스레드를 바쁜 상태로 유지합니다.

3.2 Fork/Join의 단점

• 복잡성: 주의 깊은 설계와 병렬성에 대한 이해가 필요하므로 코드 복잡성이 증가할 수 있습니다.
• 오버헤드: 분기 및 조인 작업에는 고유한 오버헤드가 있으므로 소규모 작업에는 도움이 되지 않을 수 있습니다.
• 디버깅: 병렬 작업은 스레드 실행의 비결정적 특성으로 인해 디버그하기 어려울 수 있습니다.

3.3 Fork/Join을 사용하는 경우

• 큰 재귀 문제: 정렬, 검색, 행렬 곱셈 등 자연스럽게 작은 하위 작업으로 분할되는 작업이 있는 경우
• 1
• CPU 바인딩된 작업: 집약적인 CPU 계산이 필요하고 병렬 실행의 이점을 누릴 수 있는 작업입니다.

4. 결론

포크/조인 프레임워크는 병렬 처리 작업을 최적화하기 위한 Java의 강력한 도구입니다. 작업을 더 작은 하위 작업으로 나누고 독립적으로 실행한 다음 결합하여 최종 결과를 생성할 수 있는 시나리오에서 탁월합니다. 복잡성이 발생하지만 멀티 코어 환경의 성능 이점이 단점보다 더 큰 경우가 많으므로 CPU 제한 및 대규모 재귀 문제에 탁월한 선택이 됩니다.

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