Parallel Java 2 - Future

Functional Programming

functional programming最大特點就是沒有state，也就是每次f(x) = y 是固定的，不可能有其他mapping (否則就違反 function 在數學上的定義）。

所以一但釐清function calls之間的dependency，則可以找到能夠parallelize的部分。例如以下三個function calls:

C = G(A), D = H(A)，所以只要知道A的值，C和D的運算式可以平行的。

Future Model

Future是一個functional parallelism pattern，定義某個async object的functional operations，當建立物件時，不會立即執行task，而是當caller 呼叫 get() ，才會去執行task (可以看成function才真正去把input map成output，所以稱為Future。

例如上面說的 A = F(B) 這個mapping，如果用Future來表現 (以下是pseudocode)：

FA = Future { F(B) }，這邊宣告建立一個Future instance (也稱為promise)，其執行的task為 F(B)。
則當要真的去取得FA的task結果，我們可以 FA.get()。

所以 宣告 FC = Future{ G(FA.get()) }，FD = Future { H(FA.get()) }

注意因為Future要再get()被呼叫時才會真正去執行task 並且block and wait，所以它在宣告後可以馬上return，繼續執行下一個statement。如果把第一段三個數學式子化成computation graph:

可以看到一但G(A) H(A)要真正執行task的時候，他們要等待FA這個FUTURE執行完，也F(B)的value必須要得到，所以在graph中是以JOIN來block。

Implement Future model in Java

因為Future task是有return value，所以要extend RecursiveTask。
依樣要override compute()，其他沒什麼不一樣。

真正要create future object還是依樣要call fork()，主要的thread還是要join，這相當於implement Future中的get():

注意這邊的join()是有return value的，因為RecursiveTask有implement Java的Future interface，所以這個join()跟之前的RecursiveAction的join是不一樣的signature。