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我实现了在没有池的情况下使用两个线程计算阶乘。我有两个名为 Factorial1、Factorial2 和扩展 Thread 类的阶乘类。让我们考虑一下我要计算 !160000 的值。在 Factorial1 的 run() 方法中,我在 for 循环中从 i=2 乘以 i=80000,在 Factorial2 中从 i=80001 到 160000。之后,我返回两个值并在 main 方法中将它们相乘。当我比较执行时间时,即使有两个线程,它也比非线程计算的时间(15000 毫秒)要好得多(5000 毫秒)。
现在我想编写干净更好的代码,因为我看到了线程在阶乘计算中的效率,但是当我使用线程池计算阶乘值时,并行计算总是比非线程计算花费更多的时间(几乎16000)。我的代码片段如下所示:
for(int i=2; i<= Calculate; i++)
{
myPool.execute(new Multiplication(result, i));
}
乘法类中的run()方法:
public void run()
{
s1.Mltply(s2); // s1 and s2 are instances of my Number class
// their fields holds BigInteger values
}
Number 类中的 Mltply() 方法:
public void Multiply(int number)
{
area.lock(); // result is going wrong without lock
Number temp = new Number(number);
value = value.multiply(temp.value); // value is a BigInteger
area.unlock();
}
在我看来,这个锁可能会扼杀线程使用的所有优势,因为看起来线程所做的只是乘法而已。但是没有它,我什至无法计算出真实的结果。假设我想计算 !10,那么线程 1 计算 10*9*8*7*6,线程 2 计算 5*4*3*2*1。那是我正在寻找的方式吗?线程池甚至有可能吗?当然执行时间必须小于正常计算...
非常感谢您的所有帮助和建议。
编辑:-我自己的问题解决方案-
public class MyMultiplication implements Runnable
{
public static BigInteger subResult1;
public static BigInteger subResult2;
int thread1StopsAt;
int thread2StopsAt;
long threadId;
static boolean idIsSet=false;
public MyMultiplication(BigInteger n1, int n2) // First Thread
{
MyMultiplication.subResult1 = n1;
this.thread1StopsAt = n2/2;
thread2StopsAt = n2;
}
public MyMultiplication(int n2,BigInteger n1) // Second Thread
{
MyMultiplication.subResult2 = n1;
this.thread2StopsAt = n2;
thread1StopsAt = n2/2;
}
@Override
public void run()
{
if(idIsSet==false)
{
threadId = Thread.currentThread().getId();
idIsSet=true;
}
if(Thread.currentThread().getId() == threadId)
{
for(int i=2; i<=thread1StopsAt; i++)
{
subResult1 = subResult1.multiply(BigInteger.valueOf(i));
}
}
else
{
for(int i=thread1StopsAt+1; i<= thread2StopsAt; i++)
{
subResult2 = subResult2.multiply(BigInteger.valueOf(i));
}
}
}
}
public class JavaApplication3
{
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
int calculate=160000;
long start = System.nanoTime();
BigInteger num = BigInteger.valueOf(1);
for (int i = 2; i <= calculate; i++)
{
num = num.multiply(BigInteger.valueOf(i));
}
long end = System.nanoTime();
double time = (end-start)/1000000.0;
System.out.println("Without threads: \t" +
String.format("%.2f",time) + " miliseconds");
System.out.println("without threads Result: " + num);
BigInteger num1 = BigInteger.valueOf(1);
BigInteger num2 = BigInteger.valueOf(1);
ExecutorService myPool = Executors.newFixedThreadPool(2);
start = System.nanoTime();
myPool.execute(new MyMultiplication(num1,calculate));
Thread.sleep(100);
myPool.execute(new MyMultiplication(calculate,num2));
myPool.shutdown();
while(!myPool.isTerminated()) {} // waiting threads to end
end = System.nanoTime();
time = (end-start)/1000000.0;
System.out.println("With threads: \t" +String.format("%.2f",time)
+ " miliseconds");
BigInteger result =
MyMultiplication.subResult1.
multiply(MyMultiplication.subResult2);
System.out.println("With threads Result: " + result);
System.out.println(MyMultiplication.subResult1);
System.out.println(MyMultiplication.subResult2);
}
}
输入:!160000没有线程的执行时间:15000 毫秒2 个线程的执行时间:4500 毫秒
感谢您的想法和建议。
最佳答案
您可以在不使用锁的情况下同时计算 !160000
,方法是将 160000
拆分为不连续的垃圾,正如您通过将其拆分为 2..80000 和 80001..160000 所解释的那样。
但是您可以通过使用 Java Stream API 来实现:
IntStream.rangeClosed(1, 160000).parallel()
.mapToObj(val -> BigInteger.valueOf(val))
.reduce(BigInteger.ONE, BigInteger::multiply);
它完全按照您的意愿行事。它将整个范围拆分成垃圾,建立线程池并计算部分结果。之后它将部分结果合并为一个结果。
那么你为什么要费心自己做呢?只是练习干净的编码?
在我真正的 4 核机器上,for 循环中的计算比使用并行流花费的时间长 8 倍。
关于带有线程池的Java阶乘计算,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/43672898/
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我是一名优秀的程序员,十分优秀!