scala - 我很高兴这个 Scala 片段使用我所有的处理器来更快地找到(正确的)答案，但是......为什么要这样做？

Question

因此，为了提高 scala 的水平，我一直在处理一些简单的问题，因此我编写了以下程序来使用埃拉托色尼筛法计算素数。当我增加要查找的素数时，我注意到我的 cpu 在计算过程中会用尽。现在我不知道为什么它使用超过 1 个核心，我担心它会弄乱答案，但它在多次运行时似乎是正确的，所以它一定不是。我没有在任何地方使用 .par，而且我的大部分逻辑都是为了理解。

编辑:我正在使用 scala 2.9.1

object Main {
  val MAX_PRIME = 10000000

  def main(args: Array[String]) {
    println("Generating array")
    val primeChecks = scala.collection.mutable.ArrayBuffer.fill(MAX_PRIME + 1)(true)
    primeChecks(0) = false

    println("Finding primes")
    for (
      i ← 2 to MAX_PRIME if primeChecks(i);
      j ← i * 2 to MAX_PRIME by i
    ) primeChecks(j) = false

    println("Filtering primes")
    val primes = for { (status, num) ← primeChecks.zipWithIndex if status } yield num

    println("Found %d prime numbers!".format(primes.length))

    println("Saving the primes")
    val formatter = new java.util.Formatter("primes.txt", "UTF-8")
    try {
      for (prime ← primes)
        formatter.format("%d%n", prime.asInstanceOf[Object])
    }
    finally {
      try { formatter.close } catch { case _ ⇒ }
    }
  }
}

编辑 2:您可以在 REPL 中使用以下代码片段来获得多线程行为，因此它必须是因为 for-comprehension(至少在 scala 2.9.1 中)。

val max = 10000000
val t = scala.collection.mutable.ArrayBuffer.fill(max + 1)(true)
for (
    i <- 2 to max if t(i);
    j <- i * 2 to max by i
) t(j) = false

Answer 1

使用多线程的不是您的代码，而是 JVM。您看到的是 GC 启动。如果我将 MAX_PRIME 增加到 1000000000 并给它 6Gb 的 Java 堆栈来使用，我可以看到 100% 的 1 个 CPU 和大约 4Gb 内存的稳定状态。 GC 每隔一段时间就会启动，然后使用 2 个 CPU。以下 Java 堆栈跟踪(为清楚起见进行了删减)显示了 JVM 中正在运行的内容:

"Attach Listener" daemon prio=3 tid=0x0000000000d13800 nid=0xf waiting on condition [0x0000000000000000]
"Low Memory Detector" daemon prio=3 tid=0x0000000000a15000 nid=0xd runnable [0x0000000000000000]
"C2 CompilerThread1" daemon prio=3 tid=0x0000000000a11800 nid=0xc waiting on condition [0x0000000000000000]
"C2 CompilerThread0" daemon prio=3 tid=0x0000000000a0e800 nid=0xb waiting on condition [0x0000000000000000]
"Signal Dispatcher" daemon prio=3 tid=0x0000000000a0d000 nid=0xa runnable [0x0000000000000000]
"Finalizer" daemon prio=3 tid=0x00000000009e7000 nid=0x9 in Object.wait() [0xffffdd7fff6dd000]
"Reference Handler" daemon prio=3 tid=0x00000000009e5800 nid=0x8 in Object.wait() [0xffffdd7fff7de000]
"main" prio=3 tid=0x0000000000428800 nid=0x2 runnable [0xffffdd7fffa3d000]
   java.lang.Thread.State: RUNNABLE
    at scala.collection.immutable.Range.foreach$mVc$sp(Range.scala:76)
"VM Thread" prio=3 tid=0x00000000009df800 nid=0x7 runnable 
"GC task thread#0 (ParallelGC)" prio=3 tid=0x0000000000438800 nid=0x3 runnable 
"GC task thread#1 (ParallelGC)" prio=3 tid=0x000000000043c000 nid=0x4 runnable 
"GC task thread#2 (ParallelGC)" prio=3 tid=0x000000000043d800 nid=0x5 runnable 
"GC task thread#3 (ParallelGC)" prio=3 tid=0x000000000043f800 nid=0x6 runnable 
"VM Periodic Task Thread" prio=3 tid=0x0000000000a2f800 nid=0xe waiting on condition

只有一个线程(主线程)运行 Scala 代码，所有其他线程都是内部 JVM 线程。请特别注意，在这种情况下有 4 个 GC 线程——那是因为我在 4 路机器上运行它，默认情况下 JVM 将为每个核心分配 1 个 GC 线程——确切的设置将取决于平台的特定组合，JVM和使用的命令行标志。

如果您想了解细节(这很复杂!)，以下链接应该可以帮助您入门:

• Java SE 6 Performance White Paper
• Memory Management in the JavaHotSpot™ Virtual Machine