java - 通过多线程提高性能

Question

我正在编写一个Java程序来解决这个问题:

我有一个包含值的平衡树(即Java中的TreeSet)。我有“任务”对象，可以执行以下两件事之一:尝试在树中查找值，或向树添加值。我将拥有这些“任务”对象的列表(我在 Java 中使用了 LinkedList)，并且创建线程来从该列表中一一读取和删除任务，并执行其所需的操作(即，在树)。我为我的任务列表创建了一个同步的“删除”方法(它只是调用底层 LinkedList 的“删除”方法)。我还定义了要同步的树的“add”方法...(我不知道是否有必要同步，但我认为有必要)。

使用多线程时如何提高该程序的性能？现在，如果我使用单线程，时间比使用多线程时要好。

这是run我的方法TaskRunner类，我的线程是该类的对象，它实现 Runnable , tasks是包含任务和 tree 的列表是我的TreeSet在构造函数中传递给该对象:

Task task;
int action;     // '0' for search, '1' for add
int value;      // Value to be used for searching or adding

while (!tasks.isEmpty()) {
    try { task = tasks.remove(); }
    catch (NoSuchElementException ex) { break; }

    action = task.getAction();
    value = task.getValue();

    if (action == 0)
        boolean found = tree.contains(value);
    else
        tree.add(value);
}

此外，我的树继承自 TreeSet<Integer>在Java中，我定义了它的add方法为synchronized :

public synchronized boolean add(Integer e) {
    return super.add(e);
}

我的任务列表继承自 LinkedList<Task>及其 remove方法:

public synchronized Task remove() {
    return super.remove();
}

Answer 1

如果你的任务类实现了Runnable接口(interface)，你可以使用ThreadPool来处理任务。这是一个例子:

public class TreeSetTaskExample {

public static class Task implements Runnable {

    String      value;
    boolean     add;
    Set<String> synchronizedTreeSet;

    public Task(String value, boolean add, Set<String> synchronizedTreeSet) {
        this.value = value;
        this.add = add;
        this.synchronizedTreeSet = synchronizedTreeSet;
    }

    @Override
    public void run() {

        String threadName = Thread.currentThread().toString();

        if (add) {
            System.out.println(threadName + "# add: " + value);
            synchronizedTreeSet.add(value);
        } else {
            boolean contains = synchronizedTreeSet.contains(value);

            System.out.println(threadName + "# treeSet.contains: " + value + " = " + contains + " removed...");

            if (contains) {
                synchronizedTreeSet.remove(value);
            }
        }

    }
}

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

    //
    // synchronizedSet
    //
    Set<String> treeSet = Collections.synchronizedSet(new TreeSet<String>());

    //
    // ThreadPool with ? Threads
    //
    int processors = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
    ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(processors);

    for (int i = 0; i < 100; i++) {

        String someValue = "" + (i % 5);
        boolean addOrCheck = Math.random() > 0.5;

        threadPool.execute(new Task(someValue, addOrCheck, treeSet));
    }

    //
    // don't forget to kill the threadpool
    //
    threadPool.shutdown();
}

}