如何在 Java 中并行化二维数组？

Question

我有一个图像像素的float[][]，我将对这个图像的每个像素执行一个操作。我目前的实现如下：

float[][] pixels = image.pixels;

for(x = 0; x < pixels[0].length; x++) {

    for(y = 0; y < pixels.length; y++) {

        //perform operation on pixel

    }

}

此实现非常慢，我想通过并行化 for 循环来加快速度，我该怎么做？

Answer 1

您有 2 个主要选择。
1）将使用流（Java8 +），这取决于您在操作中所做的事情，并行性主要为您完成，因为您可以使用并行流（注意：对于小型数据集，有与之相关的开销和顺序流实际上可以提供相当的性能）。

2) 或者，您可以使用线程自己进行并行处理，并将数据集的子部分委托给不同的线程，如果您正在执行更轻量级的任务，则可以使用 ForkJoin 线程或仅使用普通线程。

Answer 2

您可以使用Java 8. 流使用并行执行操作，这比仅使用单个线程的顺序执行更快。因此，您可以尝试使用以下代码来执行比嵌套 for 循环性能更好的任何操作。

    Float[][] pixels = new Float[][]{{1f,2f,3f},{1f,2f,3f}};
    Float[][] pixelArray = Arrays.stream(pixels)
                           .map(arr -> Stream.of(arr).chooseWhatYouWantToDo())
                           .toArray(Float[][]::new);

Answer 3

更改迭代顺序：

float[][] pixels = image.pixels;

for(y = 0; y < pixels.length; y++) {

    for(x = 0; x < pixels[y].length; x++) {

        //perform operation on pixel

    }
}

在这些类型的操作中，大部分时间用于内存访问。如果在内层循环中迭代外层数组，那么内存访问就不是顺序的，会导致大量缓存未命中。参见例如Why does the order of the loops affect performance when iterating over a 2D array? 了解更多详情。

如何在 Java 中并行化二维数组？

How to parallelise a 2d array in Java?

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pixels