线程池之ThreadPool与ForkJoinPool_threadpoolexecutor fork/join

网上对Java线程池都有很多非常具体的解析，我概念性进行总结下，如有错误，可与我联系修改。

一、 ThreadPool Executor

一个线程池包括以下四个基本组成部分：

    1、线程池管理器（ThreadPool）：用于创建并管理线程池，包括 创建线程池，销毁线程池，添加新任务；

    2、工作线程（PoolWorker）：线程池中线程，在没有任务时处于等待状态，可以循环的执行任务；

    3、任务接口（Task）：每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行，它主要规定了任务的入口，任务执行完后的收尾工作，任务的执行状态等；

    4、任务队列（taskQueue）：用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。 

工作方式：

线程池有一个工作队列，队列中包含了要分配给各线程的工作。当线程空闲时，就会从队列中认领工作。由于线程资源的创建与销毁开销很大，所以ThreadPool允许线程的重用，减少创建与销毁的次数，提高效率。

流程图细节：

1.2 ForkJoinPool Executor

ForkJoinPool组成类：

    1，ForkJoinPool：充当fork/join框架里面的管理者，最原始的任务都要交给它才能处理。它负责控制整个fork/join有多少个workerThread，workerThread的创建，激活都是由它来掌控。它还负责workQueue队列的创建和分配，每当创建一个workerThread，它负责分配相应的workQueue。然后它把接到的活都交给workerThread去处理，它可以说是整个frok/join的容器。

    2，ForkJoinWorkerThread：fork/join里面真正干活的"工人"，本质是一个线程。里面有一个ForkJoinPool.WorkQueue的队列存放着它要干的活，接活之前它要向ForkJoinPool注册(registerWorker)，拿到相应的workQueue。然后就从workQueue里面拿任务出来处理。它是依附于ForkJoinPool而存活，如果ForkJoinPool的销毁了,它也会跟着结束。

     3，ForkJoinPool.WorkQueue: 双端队列就是它，它负责存储接收的任务。

     4，ForkJoinTask：代表fork/join里面任务类型，我们一般用它的两个子类RecursiveTask、RecursiveAction。这两个区别在于RecursiveTask任务是有返回值，RecursiveAction没有返回值。任务的处理逻辑包括任务的切分都集中在compute()方法里面。

工作方式：

  ForkJoinPool是JDK7引入的线程池。使用一种分治算法，递归地将任务分割成更小的子任务，其中阈值可配置，然后把子任务分配给不同的线程执行并发执行，最后再把结果join组合起来。该用法常见于数组与集合的运算。

也是AbstractExecutorService的子类，引入了“工作窃取”（work-stealing）机制，在多CPU计算机上处理性能更佳。

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。

 

流程图细节：

1.3 应用场景

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;