Làm thế nào để chia tỷ lệ luồng theo lõi CPU?

Tôi muốn giải quyết một vấn đề toán học với nhiều luồng trong Java. vấn đề toán học của tôi có thể được tách thành các đơn vị công việc, mà tôi muốn giải quyết trong một số chủ đề.

Tôi không muốn có một lượng luồng cố định hoạt động trên đó mà thay vào đó là một lượng luồng phù hợp với số lượng lõi CPU. Vấn đề của tôi là, tôi không thể tìm thấy một hướng dẫn dễ dàng trên internet cho việc này. Tất cả những gì tôi tìm thấy là ví dụ với các chủ đề cố định.

Điều này có thể giải quyết như thế nào? Bạn có thể cung cấp các ví dụ?

Bạn có thể xác định số lượng quy trình có sẵn cho Máy ảo Java bằng cách sử dụng phương pháp Thời gian chạy tĩnh, Bộ xử lý có sẵn . Khi bạn đã xác định được số lượng bộ xử lý có sẵn, hãy tạo số luồng đó và chia nhỏ công việc của bạn cho phù hợp.

Cập nhật : Để làm rõ thêm, một Luồng chỉ là một Đối tượng trong Java, vì vậy bạn có thể tạo nó giống như bạn tạo bất kỳ đối tượng nào khác. Vì vậy, giả sử bạn gọi phương thức trên và thấy rằng nó trả về 2 bộ xử lý. Tuyệt vời. Bây giờ, bạn có thể tạo một vòng lặp để tạo một Luồng mới, và chia nhỏ công việc cho luồng đó và kích hoạt chuỗi đó. Đây là một số mã psuedocode để chứng minh ý tôi:

int processors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
for(int i=0; i < processors; i++) {
  Thread yourThread = new AThreadYouCreated();
  // You may need to pass in parameters depending on what work you are doing and how you setup your thread.
  yourThread.start();
}

Để biết thêm thông tin về cách tạo chuỗi của riêng bạn, hãy xem hướng dẫn này . Ngoài ra, bạn có thể muốn xem Thread Pooling để tạo các luồng.

Có thể bạn cũng muốn nhìn vào khung công tác java.util.concurrent cho nội dung này. Cái gì đó như:

ExecutorService e = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());
// Do work using something like either
e.execute(new Runnable() {
        public void run() {
            // do one task
        }
    });

hoặc là

    Future<String> future = pool.submit(new Callable<String>() {
        public String call() throws Exception {
            return null;
        }
    });
    future.get();  // Will block till result available

Điều này tốt hơn rất nhiều so với việc đối phó với các nhóm chủ đề của riêng bạn, v.v.

Lựa chọn 1:

newWorkStealingPool từExecutors

public static ExecutorService newWorkStealingPool()

Tạo một nhóm luồng đánh cắp công việc bằng cách sử dụng tất cả các bộ xử lý có sẵn làm cấp độ song song mục tiêu của nó.

Với API này, bạn không cần phải chuyển số lõi cho ExecutorService.

Triển khai API này từ mã xám

/**
     * Creates a work-stealing thread pool using all
     * {@link Runtime#availableProcessors available processors}
     * as its target parallelism level.
     * @return the newly created thread pool
     * @see #newWorkStealingPool(int)
     * @since 1.8
     */
    public static ExecutorService newWorkStealingPool() {
        return new ForkJoinPool
            (Runtime.getRuntime().availableProcessors(),
             ForkJoinPool.defaultForkJoinWorkerThreadFactory,
             null, true);
    }

Lựa chọn 2:

newFixedThreadPool API từ Executorshoặc other newXXX constructors, trả vềExecutorService

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads)

thay thế nThreads bằng Runtime.getRuntime().availableProcessors()

Tùy chọn 3:

ThreadPoolExecutor

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
                      int maximumPoolSize,
                      long keepAliveTime,
                      TimeUnit unit,
                      BlockingQueue<Runnable> workQueue)

truyền Runtime.getRuntime().availableProcessors()dưới dạng tham số cho maximumPoolSize.

Doug Lea (tác giả của gói đồng thời) có bài báo này có thể phù hợp: http://gee.cs.oswego.edu/dl/papers/fj.pdf

Khung Fork Join đã được thêm vào Java SE 7. Dưới đây là một số tài liệu tham khảo khác:

http://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-jtp11137/index.html Bài viết của Brian Goetz

http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/fork-join-422606.html

Cách chuẩn là phương thức Runtime.getRuntime (). AvailableProcessors (). Trên hầu hết các CPU tiêu chuẩn, bạn sẽ trả về số luồng tối ưu (không phải là số lõi CPU thực) ở đây. Do đó đây là những gì bạn đang tìm kiếm.

Thí dụ:

ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(Runtime.getRuntime().availableProcessors());

Đừng quên tắt dịch vụ trình thực thi như thế này (nếu không chương trình của bạn sẽ không thoát):

service.shutdown();

Đây chỉ là một phác thảo nhanh về cách thiết lập mã MT dựa trên tương lai (offtopic, để minh họa):

CompletionService<YourCallableImplementor> completionService = 
    new ExecutorCompletionService<YourCallableImplementor>(service);
    ArrayList<Future<YourCallableImplementor>> futures = new ArrayList<Future<YourCallableImplementor>>();
    for (String computeMe : elementsToCompute) {
        futures.add(completionService.submit(new YourCallableImplementor(computeMe)));
    }

Sau đó, bạn cần theo dõi có bao nhiêu kết quả bạn mong đợi và truy xuất chúng như sau:

try {
  int received = 0;
  while (received < elementsToCompute.size()) {
     Future<YourCallableImplementor> resultFuture = completionService.take(); 
     YourCallableImplementor result = resultFuture.get();
     received++; 
  }
} finally {
  service.shutdown();
}

Trên lớp Runtime, có một phương thức tên là readyProcessors (). Bạn có thể sử dụng nó để tìm ra bao nhiêu CPU bạn có. Vì chương trình của bạn bị ràng buộc bởi CPU, bạn có thể muốn có (nhiều nhất) một luồng cho mỗi CPU khả dụng.