Java 并发数 : executing many "infinite" tasks with few threads

Question

我正在为一组根据牛顿定律在空间中移动的 N 个粒子构建一个(并发)模拟器。我的想法是将每个粒子建模为一个任务，它与其他粒子(任务)相互作用以获得它们的位置和质量，从而计算它所受到的合力。每个粒子任务都是

while(true){
   force = thisParticle.calculateNetForce(allTheParticles);
   thisParticle.waitForAllTheParticlesToCalculateNetForce(); // synchronization
   thisParticle.updatePosition(force);
   thisParticle.waitForAllTheParticlesToUpdateTheirState(); // synchronization
}

我可以有很多粒子(100 个或更多)，所以我无法创建如此多的 Java 线程(映射到物理线程)。我的想法是使用可以执行许多任务的 Runtime.getRuntime().availableProcessors()+1 线程。

但是，我不能使用 FixedThreadExecutor，因为粒子任务不会结束。我想使用 FixedThreadExecutor，它还必须能够在内部执行某种调度。你知道这方面的知识吗？

或者，您能否建议我从并发的角度(例如，不同的任务分解)为此类系统建模的更好方法？

P.s.:我仅限于“经典”并发机制，不包括 actor 或类似架构。

Answer 1

性能的最大 killer 可能是您执行的线程安全检查，以确保所有粒子都以线程安全的方式进行交互。我建议您每个核心使用一个线程，并尽量减少线程之间的交互。这可以通过将您的空间划分为线程来完成，例如一半 X，一半 Y，一半 Z 将空间分成 8 份。您可以同时独立地查看每个空间中的所有交互，您只需要担心粒子从一个空间/线程传递到另一个空间/线程。