1. Fork/Join Framework
大崎 瑶

2. なぜ？Fork/Join
• 並行性と並列性
• 並列性を上げるには？
• Work Stealingアルゴリズム

3. 並行性と並列性
• 並行性とは
– プログラムが論理的に並行実行可能な状態
– プリエンプティブなスレッドのこと
• 並列性とは
– 並行性を持つプログラムが時間的に並列に実
行されること
ものすごいオレオレ解釈だし、もうちょっと厳密な定義がありそうな
気がしますが・・・

4. 並行性
ポイントは2つ
プリエンプティブである（割り込みが可能）
この間に別のことが割り込める
メモリリソース（変数）を共有する
変数 同じ変数への同時のアクセスを制限する仕組みを持っている

5. 並行性の例
IO待ちが発生
CPUが遊んでいる間に
ほかのことが出来る
GUIのプログラミングでは並行動作するように設計するのが
基本
（でないと、IO待ちで操作がブロックされてしまう）

6. 並列性
並行性をもつプログラムが時系列的に並列に動作する
並行性のあるプログラムの 複数のCPU/Coreで実行される
並列実行
並行性のあるプログラムの
非並列実行
並列性があるほうが
実行時間が短い

7. 並列性を上げるには？
• 並列性を下げる要因 ＝ スレッドの同期処理
– クリティカルセクション
– 待ち合わせ
Fork/Join Frameworkが
– 並列度（Core数、スレッド数）
解決しようとしているのはこ
れ！

8. Executorでは…
クリティカルパス
赤いとこ全部待ち時間

9. 細粒度のタスク
細粒度のタスクをうまくCPU/Coreに割り振ってあげれば
効率的に使うことが出来る。
でも、Executorではそれを自分でうまくスケジューリングして
あげなければならないし、オーバーヘッドも大きい
そこで Fork/Join Framework ですよ！！！

10. タスクの細分化
タスクを細分化するには分割統治法
あのフィボナッチだって、クイックソートだって
分割統治
Fork/Join Framework
java.util.concurrent.RecursiveTask<V>
java.util.concurrent.RecursiveAction
分割統治といえば誰もがアルゴリズムの教科書で最初に習う
再帰処理ですよね！！！

11. サンプル（フィボナッチ数）
サクラバ大先生の連載から拝借
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20110527/360769/?ST=de
velop&P=3

12. Work Stealingアルゴリズム
分割統治アルゴリズム
分割
(Fork)
統治
(Join)
タスクキュー（Deque）
Pop
CPU1
Fork Push
CPU2
CPU3
Steal
CPU4

13. ParallelAray
extra166yではParallelArrayが提案されています。(Java8で登場)
またまたサンプルを拝借して…
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20110627/361738/?ST=d
evelop&P=4

14. まとめ
• Fork/Join Frameworkは細粒度のタスクを並
列に実行するのに適しています。
– Work Stealingアルゴリズム
• タスクを細粒度に分割するには分割統治
アルゴリズムがあります。
• Java8ではParallelArrayも登場。
• ParallelArrayはLambdaによって使いやすく
なる。