线程池ThreadPool和ForkJoinPool学习

一、线程池技术

一个线程池包括以下四个基本组成部分：

• ThreadPool（线程池管理器）：用于创建并管理线程池；
• PoolWorker（工作线程）：线程池中的线程，没有任务时处于等待状态；可以循环执行任务；
• Task（任务接口）：每个任务必须实现的接口，以便工作线程调度任务的执行；
• taskQueue（任务队列）：用于存放处于等待的工作线程任务；

二、ForkJoinPool

ForkJoinPool是JDK7引入的线程池。它的核心思想是将大任务分解成多个小任务（fork）,由线程池分别执行每个小任务，等待小任务都执行完之后再把它们的结果汇总起来（join）作为大任务的结果。同时它也提供了基本的线程池功能，支持设置最大并发线程数，支持任务缓存等待，支持线程池停止，支持线程池使用情况监控等。也是AbstractExecutorService的子类，引入了“工作窃取”机制，在多CPU计算机上处理性能更佳。

work-stealing（工作窃取机制）

工作窃取机制是ForkJoinPool提供的一个更有效的利用线程的机制，当ThreadPoolExecutor还在用单个队列存放任务时，ForkJoinPool已经分配了与线程数相等的队列，当有任务加入线程池时，会被平均分配到对应的队列上，各线程进行正常工作，当有线程提前完成时，会从队列的末端“窃取”其他线程未执行完的任务，当任务量特别大时，CPU多的计算机会表现出更好的性能。

三、分析对比

1、应用场景对比

• ThreadPool
  • 常用于线程并发，阻塞时延较长的任务。这种任务一般要求的线程个数较多；
• ForkJoinPool
  • 用于大任务可分解成小任务，一般是非阻塞的、可以快速处理的任务；或者阻塞时延较小的任务。

2、基本功能原理

• ThreadPool
  • 其思想就是实现造出一批线程放到一个集合中，等到有任务来的时候，直接从线程集合中取出一个线程执行任务。这样就把每个线程的创建、连接、销毁等过程统一管理，节省系统时间，提高系统稳定性。
• ForkJoinPool
  • 类似于MapReduce任务分解聚合模式， ForkJoinPool采用先将大任务fork成多个小任务，然后再将每个小人物的接口join在一起，进而得出大任务的结果。

3、阻塞队列个数

• ThreadPool
  • 一般是一个阻塞队列。阻塞队列的类型有：
    • ArrayBlockingQueue ：是一个有界缓存队列，可以指定缓存队列的大小。当正在执行的线程数等于核心线程数时，新的任务会放到ArrayBlockingQueue队列中，当ArrayBlockingQueue队列已满时，会新开线程执行任务，等到线程数等于最大线程数时，再进来的任务时ArrayBlockingQueue就会报错；
    • LinkedBlockingDeque ：是一个无界缓存等待队列，当前执行的线程数等于核心线程数时，新来的任务就会在LinkedBlockingDeque队列中等待（从现像上看使用该缓存队列时最大线程数参数相当于无效了）；
    • SynchronousQueue ：SynchronousQueue没有容量，是无缓冲等待队列，是一个不存储元素的阻塞队列，会直接将任务交给消费者，必须等队列中的添加元素被消费后才能继续添加新的元素。
• ForkJoinPool
  • 每个线程都有一个队列。如果一个线程的队列执行完成，可以从其他线程队列的末尾拿出一个任务执行;