【Java并发】ForkJoinPool和ThreadPoolExecutor的区别

1、ForkJoinPool和ThreadPoolExecutor的区别

ForkJoinPool和ExecutorService都是Java中常用的线程池的实现，他们主要在实现方式上有一定的区别，所以也就会带来适用场景上面的区别。

首先在实现方式上，ForkJoinPool 是基于工作窃取（Work-Stealing）算法实现的线程池，ForkJoinPool 中每个线程都有自己的工作队列，用于存储待执行的任务。当一个线程执行完自己的任务之后，会从其他线程的工作队列中窃取任务执行，以此来实现任务的动态均衡和线程的利用率最大化。

ThreadPoolExecutor 是基于任务分配（Task-Assignment）算法实现的线程池，ThreadPoolExecutor 中线程池中有一个共享的工作队列，所有任务都将提交到这个队列中。线程池中的线程会从队列中获取任务执行，如果队列为空，则线程会等待，直到队列中有任务为止。

ForkJoinPool 中的任务通常是一些可以分割成多个子任务的任务，例如快速排序。每个任务都可以分成两个或多个子任务，然后由不同的线程来执行这些子任务。在这个过程中，ForkJoinPool 会自动管理任务的执行、分割和合并，从而实现任务的动态分配和最优化执行。

ForkJoinPool 中的工作线程是一种特殊的线程，与普通线程池中的工作线程有所不同。它们会自动地创建和销毁，以及自动地管理线程的数量和调度。这种方式可以降低线程池的管理成本，提高线程的利用率和并行度。

ThreadPoolExecutor 中线程的创建和销毁是静态的，线程池创建后会预先创建一定数量的线程，根据任务的数量动态调整线程的利用率，不会销毁线程。如果线程长时间处于空闲状态，可能会占用过多的资源。

在使用场景上也有区别，ThreadPoolExecutor 适合处理 IO 密集型或普通 CPU 任务，如网络请求处理、数据库访问、Web 服务请求调度。尤其是大量独立、不需要拆分的小任务。

ForkJoinPool 适合于 CPU 密集型、可拆分的并行计算任务：

1. 大任务分解为小任务：适用于可以递归分解为更小任务的大型任务。ForkJoinPool 通过分而治之的方式，将大任务拆分为小任务，这些小任务可以并行处理。
2. 计算密集型任务：对于需要大量计算且能够并行化的任务，ForkJoinPool 是一个理想的选择。它能够有效利用多核处理器的优势来加速处理过程。
3. 递归算法的并行化：适合于可以用递归方法解决的问题，如快速排序、归并排序、图像处理中的分区算法等。
4. 数据聚合任务：在处理需要聚合多个数据源结果的任务时（例如，遍历树结构并聚合结果），ForkJoinPool 提供了有效的方式来并行化这一过程。

2、为什么CompletableFuture使用ForkJoinPool？

CompletableFuture 使用 ForkJoinPool 而不是 ExecutorService 的原因主要是因为它的执行模型和任务分割方式与 ForkJoinPool 更加匹配。

在 CompletableFuture 中，一个任务可以分割成多个子任务，并且这些子任务之间可以存在依赖关系。而ForkJoinPool 本身就是一种支持任务分割和合并的线程池实现，能够自动地处理任务的拆分和合并。而且，ForkJoinPool 还有一种工作窃取算法，能够自动地调整线程的负载，提高线程的利用率和并行度。

ForkJoinPool 还有一个特点，就是它的线程池大小是动态调整的。当任务比较少时，线程池的大小会自动缩小，从而减少了线程的数量和占用的系统资源。当任务比较多时，线程池的大小会自动增加，从而保证任务能够及时地得到执行。

如果使用 ExecutorService 来执行这些任务，需要手动地创建线程池、任务队列和任务执行策略，并且需要手动地处理任务的拆分和合并，实现起来相对比较复杂。

因此，ForkJoinPool 更加适合 CompletableFuture 的执行模型。