Java-5 ThreadPoolExecutor 相对于 Java-7 ForkJoinPool 有什么优势？

Question

Java 5以Executor框架的形式引入了对线程池异步任务执行的支持，其核心是java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor实现的线程池。 Java 7 添加了 java.util.concurrent.ForkJoinPool 形式的替代线程池。

从它们各自的 API 来看，ForkJoinPool 在标准场景中提供了 ThreadPoolExecutor 功能的超集（尽管严格来说 ThreadPoolExecutor 比 ForkJoinPool 提供了更多的调优机会）。除此之外，还观察到 fork/join 任务似乎更快（可能是由于工作窃取调度程序），需要的线程肯定更少（由于非阻塞连接操作），人们可能会觉得 ThreadPoolExecutor 已被 ForkJoinPool 取代。

但这真的正确吗？我读过的所有材料似乎总结了两种类型的线程池之间相当模糊的区别：

• ForkJoinPool 适用于许多、依赖的、任务生成的、短的、几乎不会阻塞（即计算密集型）任务
• ThreadPoolExecutor 适用于少数 任务、独立的、外部生成的、长的、有时阻塞的任务

这种区别是否正确？我们能对此说得更具体一些吗？

Answer 1

ThreadPool (TP) 和 ForkJoinPool (FJ) 针对不同的用例。主要区别在于不同执行器所使用的队列数量，这决定了哪种类型的问题更适合任一执行器。

FJ 执行器有 n 个（又名并行级别）独立的并发队列（双端队列），而 TP 执行器只有一个并发队列（这些队列/双端队列可能是不遵循 JDK Collections API 的自定义实现）。因此，在生成大量（通常运行时间相对较短）任务的情况下，FJ 执行器将表现得更好，因为独立队列将最大限度地减少并发操作，并且不频繁的窃取将有助于负载平衡。在TP中，由于单队列，每次工作出队时都会有并发操作，这将成为相对瓶颈并限制性能。

相反，如果长时间运行的任务相对较少，TP 中的单个队列就不再是性能瓶颈。然而，n 个独立的队列和相对频繁的工作窃取尝试现在将成为 FJ 的瓶颈，因为可能有许多徒劳的尝试窃取工作，这会增加开销。

此外，FJ 中的工作窃取算法假设从双端队列中窃取的（较旧的）任务将产生足够的并行任务以减少窃取次数。例如，在快速排序或合并排序中，较旧的任务相当于较大的数组，这些任务将生成更多任务并保持队列非空并减少总体窃取的数量。如果给定应用程序的情况并非如此，那么频繁的窃取尝试将再次成为瓶颈。 ForkJoinPool 的 javadoc 中也指出了这一点：

此类提供状态检查方法（例如 getStealCount()）
旨在帮助开发、调整和监控
分叉/加入应用程序。

Answer 2

推荐阅读 http://gee.cs.oswego.edu/dl/jsr166 /dist/docs/
来自 ForkJoinPool 的文档：

ForkJoinPool 与其他类型的 ExecutorService 的主要区别在于
采用工作窃取的优点：池中的所有线程都尝试
查找并执行提交到池中和/或由其他人创建的任务
活动任务（如果不存在，则最终阻塞等待工作）。
当大多数任务产生其他子任务时，这可以实现高效的处理
（就像大多数 ForkJoinTasks 一样），以及当许多小任务被执行时
从外部客户端提交到池。尤其是设置的时候
构造函数中的 asyncMode 为 true，ForkJoinPools 也可能是
适用于从未加入的事件式任务。

fork join 框架对于并行执行很有用，而执行器服务允许并发执行，这是有区别的。请参阅此和此。

fork join 框架还允许窃取工作（使用 Deque）。

这篇文章值得一读。

Answer 3

AFAIK，如果您的工作量很大并且希望它自动分解，ForkJoinPool 效果最好。如果您知道如何分解工作，ThreadPoolExecutor 是更好的选择。出于这个原因，我倾向于使用后者，因为我已经决定了如何分解工作。因此，它并不适合所有人。

当涉及到相对随机的业务逻辑时，ThreadPoolExecutor 会做您需要的一切，这毫无价值，所以为什么要让它比您需要的更复杂。

Answer 4

让我们比较一下构造函数的差异：

ThreadPoolExecutor

ThreadPoolExecutor(int corePoolSize, 
                   int maximumPoolSize, 
                   long keepAliveTime, 
                   TimeUnit unit, 
                   BlockingQueue<Runnable> workQueue, 
                   ThreadFactory threadFactory,
                   RejectedExecutionHandler handler)

ForkJoinPool

ForkJoinPool(int parallelism,
            ForkJoinPool.ForkJoinWorkerThreadFactory factory,
            Thread.UncaughtExceptionHandler handler,
            boolean asyncMode)

我在 ForkJoinPool：空闲线程的工作窃取机制。

Java 8 在 Executors - newWorkStealingPool 创建工作窃取池。您不必创建 RecursiveTask 和 RecursiveAction，但仍然可以使用 ForkJoinPool。

public static ExecutorService newWorkStealingPool()

使用所有可用处理器作为其目标并行级别创建工作窃取线程池。

ThreadPoolExecutor 相对于 ForkJoinPool 的优点：

1. 与 ForkJoinPool 不同，您可以在 ThreadPoolExecutor 中控制任务队列大小。
2. 当您超出容量时，您可以强制执行拒绝策略，这与 ForkJoinPool 不同，

我喜欢 ThreadPoolExecutor 中的这两个功能，它使系统的健康状况保持良好状态。

编辑：

看看这个文章了解各种类型的执行程序服务线程池的用例以及ForkJoin 池 功能。