java并行流源码详解

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Java并行流源码详解

在Java 8中，引入了并行流的概念，以便更好地利用计算机的多核处理能力。并行流将一个流式操作的任务拆分成多个子任务，并在多个处理器上同时执行，从而提高了程序的执行效率和性能。

并行流的使用

要使用并行流，我们只需要将流对象转换为并行流对象，可以通过调用parallel()方法来实现。下面是一个示例代码：

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10);
int sum = numbers.parallelStream()
                 .filter(n -> n > 5)
                 .mapToInt(n -> n)
                 .sum();
System.out.println(sum);

在上述代码中，我们创建了一个包含10个整数的List，然后将其转换为并行流。接下来，我们过滤出大于5的数字，并将它们转换为原始类型的流，最后计算它们的总和。由于使用了并行流，这些操作将在多个处理器上同时执行，提高了程序的执行效率。

并行流的实现原理

并行流的实现原理是基于Fork-Join框架。Fork-Join框架是Java提供的用于并行计算的框架，它基于工作窃取算法（Work-Stealing Algorithm）来实现任务的划分和调度。

在并行流中，当一个流操作需要并行执行时，会将任务划分为多个子任务，每个子任务由一个不同的线程执行。这些子任务会被分配给不同的处理器，并行执行。当所有的子任务执行完毕后，将会将结果合并成一个最终结果。

下面是该过程的流程图：

flowchart TD
    start[开始]
    sub1[子任务1]
    sub2[子任务2]
    sub3[子任务3]
    merge[合并结果]
    end[结束]
    start --> sub1
    start --> sub2
    start --> sub3
    sub1 --> merge
    sub2 --> merge
    sub3 --> merge
    merge --> end

并行流的注意事项

使用并行流时，需要注意以下几点：

线程安全：并行流中的操作是并发执行的，因此需要确保操作是线程安全的。避免在并行流中对可变的共享状态进行修改，以免引发竞态条件（Race Condition）。
并行度控制：并行流的性能受到并行度的影响。可以通过设置系统属性java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism来控制并行度。默认的并行度为处理器的数量。
性能考虑：并行流的性能取决于任务划分和合并的开销。对于简单的流操作，串行流可能更加高效。因此，在使用并行流时，需要进行性能测试，并根据实际情况选择合适的方式。