Java 使用线程池的矩阵乘法

Question

我正在尝试实现一个可以使用 Callable（线程池）进行矩阵乘法的程序。我在下面有这个程序。但是，当我运行在一个线程或 8 个线程上执行时，我没有看到执行时间有任何显着差异。

我为一个线程和8个线程取了5个样本，它们如下（均以毫秒为单位）：

1 个线程 - 5433.982472、6872.947063、6371.205237、6079.367443、5842.946494

8 个线程 - 5260.792683、5517.047691、5314.208147、5739.747367、5585.621661

我是新手，我做错了什么吗？

package naivematmul;

import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Future;
import java.util.concurrent.Callable;

 class NaiveMatMul implements Callable<Integer>
{
    private int n;
    private int a[][];
    private int b[][];
    private int sum;
    private int i;
    private int j;


    public NaiveMatMul(int n, int a[][], int b[][], int i , int j )
    {
            this.n = n;
            this.a = a;
            this.b = b;
            this.i = i;
            this.j = j;
            this.sum = sum;
    }

    public Integer call() throws Exception
    {
        for (int k = 0 ; k < n ; k++)
         {
             sum = sum + a[i][k] * b[k][j];

         }
         return sum;
    }

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

        int n;
        int[][] a, b, c;

        n = 512;
        a = new int[n][n];
        b = new int[n][n];
        c = new int[n][n];

         int threads = 8;

        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(threads);

        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<n; j++)
            {
                a[i][j] = 1;
            }
        }

        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<n; j++)
            {

                b[i][j] = 1;

            }
        }


          int sum = 0;
         long start_time = System.nanoTime();
      Future<Integer> future;

        for (int i = 0; i < n ; i++)
        {
            for (int j = 0 ; j < n ; j++)
            {
                future = executor.submit(new NaiveMatMul(n, a, b, i, j));
                c[i][j] = future.get();
                sum = 0;
            }

        }


        long end_time = System.nanoTime();
        double difference = (end_time - start_time)/1e6;
        executor.shutdown();




                System.out.println("Time taken : " + difference);



    }
}

Answer 1

运行多线程中的程序并不一定意味着更好的性能。在少数情况下，它会导致性能下降。您必须检查系统上的所有其他进程运行ning 是什么？你有多少 CPU 个内核？

如果您有双核处理器并且运行 8 个线程意味着 java 需要更多工作来协调线程之间的关系。为获得最佳性能，请尝试运行在您的 PC/server.

上使用与 CPU 核心数量相同的线程数，并在您的 PC/server 上使用最少的服务运行ning

Answer 2

通过在 executor.submit(...) 之后立即调用 future.get()，您将阻止任何实际的多线程。您的程序在提交第二个计算之前等待第一个计算完成。

为了说明这一点，请尝试用以下内容替换您的循环：

Future<Integer> futures[][] = new Future[n][n];

for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
        future = executor.submit(new NaiveMatMul(n, a, b, i, j));
        futures[i][j] = future;
    }
}

for (int i = 0; i < n; i++) {
    for (int j = 0; j < n; j++) {
        c[i][j] = futures[i][j].get();
    }
}

这并不是一个很好的方法，但您应该会看到执行时间的显着改善。不同之处在于，现在您正在启动所有线程中的所有计算，然后开始收集结果。

Java 使用线程池的矩阵乘法

Java Matrix Multiplication using Thread Pool

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