Bagaimanakah Java melaksanakan pengkomputeran selari?

Pengkomputeran selari dalam Java dilaksanakan dengan mengagihkan tugas kepada berbilang urutan atau proses pelaksanaan, yang boleh mempercepatkan aplikasi dengan ketara. API utama ialah pakej java.util.concurrent, yang merangkumi urutan, kumpulan benang dan kelas concurrency untuk mengoptimumkan akses serentak. Kes praktikal, seperti penjumlahan selari, menggunakan sepenuhnya pemproses berbilang teras dengan menguraikan tugasan dan melaksanakan subtugas secara tidak segerak, meningkatkan kecekapan pengkomputeran.

Cara melaksanakan pengkomputeran selari dalam Java

Dalam pengkomputeran moden, pengkomputeran selari telah menjadi teknologi penting untuk mempercepatkan aplikasi menggunakan CPU dan GPU berbilang teras. Java menyediakan API yang kaya yang membolehkan pembangun mendapat manfaat daripada pengkomputeran selari dengan mudah.

Konsep Asas

Pengkomputeran selari melibatkan pengagihan tugas kepada berbilang urutan atau proses pelaksanaan. Dengan cara ini, tugasan boleh dilaksanakan serentak, memendekkan keseluruhan masa pelaksanaan. API selari utama dalam Java ialah pakej java.util.concurrent. java.util.concurrent 包。

线程

线程是轻量级的执行单元，共享应用程序的内存空间。通过创建和启动线程，您可以并行执行任务。

// 创建一个线程
Thread thread = new Thread(() -> {
    // 要执行的任务
});

// 启动线程
thread.start();

线程池

线程池管理线程集合，并根据需要自动创建和销毁线程。这有助于提高性能和减少资源消耗。

// 创建一个线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(4);

// 提交任务到线程池
executorService.submit(() -> {
    // 要执行的任务
});

// 优雅地关闭线程池
executorService.shutdown();

并发类

Java 还提供了并发类，例如 ConcurrentHashMap 和 BlockingQueue，它们已经为并行访问进行了优化。

// 创建一个并发 HashMap
ConcurrentHashMap<String, Integer> map = new ConcurrentHashMap<>();

// 插入数据到 HashMap
map.put("key", 10);

// 获取数据从 HashMap
int value = map.get("key");

实战案例

考虑以下并行求和的案例：

public class SumArrayParallel {

    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

        // 使用 ForkJoinPool 分解任务
        ForkJoinPool pool = ForkJoinPool.commonPool();
        int sum = pool.invoke(new SumArrayTask(numbers, 0, numbers.length));

        System.out.println("The sum of the array is: " + sum);
    }

    private static class SumArrayTask extends RecursiveTask<Integer> {

        private int[] numbers;
        private int start;
        private int end;

        public SumArrayTask(int[] numbers, int start, int end) {
            this.numbers = numbers;
            this.start = start;
            this.end = end;
        }

        @Override
        protected Integer compute() {
            int sum = 0;

            // 判断任务是否足够小，直接计算
            if (end - start <= 3) {
                for (int i = start; i < end; i++) {
                    sum += numbers[i];
                }
                return sum;
            }

            // 如果任务太大，则分解它
            int mid = (start + end) / 2;
            SumArrayTask leftTask = new SumArrayTask(numbers, start, mid);
            SumArrayTask rightTask = new SumArrayTask(numbers, mid, end);

            // 异步执行子任务
            leftTask.fork();
            rightTask.fork();

            // 等待子任务完成并合并结果
            return leftTask.join() + rightTask.join();
        }
    }
}

在这个案例中，我们将数组分解成较小的块，并使用 ForkJoinPool

🎜Benang🎜🎜🎜Benang ialah unit pelaksanaan ringan yang berkongsi ruang memori aplikasi. Dengan mencipta dan memulakan utas, anda boleh melaksanakan tugas secara selari. 🎜rrreee🎜🎜Kolam benang🎜🎜🎜Kolam benang menguruskan koleksi benang dan mencipta serta memusnahkan benang secara automatik mengikut keperluan. Ini membantu meningkatkan prestasi dan mengurangkan penggunaan sumber. 🎜rrreee🎜🎜Kelas Concurrency🎜🎜🎜Java juga menyediakan kelas concurrency, seperti ConcurrentHashMap dan BlockingQueue, yang dioptimumkan untuk akses selari. 🎜rrreee🎜🎜Kes Praktikal🎜🎜🎜Pertimbangkan kes penjumlahan selari berikut: 🎜rrreee🎜Dalam kes ini, kami memecahkan tatasusunan kepada ketulan yang lebih kecil dan menggunakan ForkJoinPool untuk summmation selari tak segerak. Pendekatan ini memanfaatkan sepenuhnya pemproses berbilang teras dan mempercepatkan proses penjumlahan tatasusunan besar dengan ketara. 🎜

Atas ialah kandungan terperinci Bagaimanakah Java melaksanakan pengkomputeran selari?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!