java8 in action:第七章學(xué)習(xí):并行數(shù)據(jù)處理與性能

并行流:把一個(gè)內(nèi)容分成多個(gè)數(shù)據(jù)塊哮兰,并用不同的線程分別處理每個(gè)數(shù)據(jù)塊的流毛萌。

先做一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試,測(cè)試傳統(tǒng)for循環(huán)喝滞,與順序流阁将,并行流的速度。

/**
 * 并行測(cè)試 最慢
 * @param n
 * @return
 */
public static long parallelSum(long n){
    return Stream.iterate(1L, i -> i+1)
                 .limit(n)
                 .parallel()
                 .reduce(0L, Long::sum);
}

/**
 * 順序測(cè)試 比并行快
 * @param n
 * @return
 */
public static long sequentialSum(long n){
    return Stream.iterate(1L, i -> i+1)
                 .limit(n)
                 .reduce(0L, Long::sum);
}

/**
 * 傳統(tǒng)for 更底層 最快
 * @param n
 * @return
 */
public static long iteativeSum(long n){
    long result=0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        result+=i;
    }
    return result;
}

引入LongStream修改算法:

    /**
 * 比傳統(tǒng)for 還快
 * @param n
 * @return
 */
public static long rangedSum(long n){
    return LongStream.rangeClosed(1, n)
                     .reduce(0L, Long::sum);
}

System.out.println("并行測(cè)試:"+measureSumPerf(Test7::parallelSum, 10000000));
    System.out.println("順序測(cè)試:"+measureSumPerf(Test7::sequentialSum, 10000000));
    System.out.println("傳統(tǒng)for:"+measureSumPerf(Test7::iteativeSum, 10000000));
    System.out.println("LongStream:"+measureSumPerf(Test7::rangedSum, 10000000));

并行測(cè)試:404
順序測(cè)試:143
傳統(tǒng)for:7
LongStream:4

理論上右遭,并行流比順序流要更快做盅,事實(shí)上并不是這樣的。傳統(tǒng)for循環(huán)更接近底層窘哈,表現(xiàn)也不差吹榴。

幾點(diǎn)改善并行流的方法:

1.順序流轉(zhuǎn)換成并行流并不一定快。
2.避免裝箱滚婉,使用IntStream图筹,LongStream,DoubleStream让腹。
3.注意limit远剩,findFirst依賴(lài)元素順序的流,在順序流上的性能本身就不錯(cuò)哨鸭。
4.流的總成本民宿。
5.數(shù)據(jù)量小的時(shí)候并行流并不一定有好的效果。
6.考慮分拆效率像鸡,ArrayList比LinkedList效率更高活鹰。range工產(chǎn)方法創(chuàng)建的原始流類(lèi)型也可快速分解。
7.考慮處理流時(shí)篩選等丟棄元素等情況只估。
8.考慮合并步驟的代價(jià)再?zèng)Q定志群。

//流的數(shù)據(jù)源與可分解性對(duì)比
    //ArrayList  優(yōu)
    //LinkedList 差
    //IntStream.range 優(yōu)
    //Stream.iterate 差
    //HashSet        好
    //TreeSet        好

使用RecursiveTask分支框架

public class ForkJoinSumCalculator extends RecursiveTask<Long> {

private final long [] numbers;
private final int start;
private final int end;

//不再將任務(wù)分解為子任務(wù)的數(shù)組大小
public static final long THRESHOLD=10000;




public ForkJoinSumCalculator(long[] numbers, int start, int end) {
    this.numbers = numbers;
    this.start = start;
    this.end = end;
}



public ForkJoinSumCalculator(long [] numbers) {
    this(numbers,0,numbers.length);
}

@Override
protected Long compute() {
    int length=end-start;
    if (length<=THRESHOLD) {
        return computeSequentially();
    }
    ForkJoinSumCalculator leftTask=new ForkJoinSumCalculator(numbers,start,start+length/2);
    leftTask.fork();
    ForkJoinSumCalculator rightTask=new ForkJoinSumCalculator(numbers,start,start+length/2);
    Long rightResult=rightTask.compute();//同步執(zhí)行
    Long leftResult=leftTask.join();//讀取第一個(gè)線程的結(jié)果,未完成就等待
    return leftResult+rightResult;//兩個(gè)任務(wù)結(jié)果組合
}



private Long computeSequentially() {
    long sum=0;
    for (int i = start; i < end; i++) {
        sum+=numbers[i];
    }
    return sum;
}

/**
 * 測(cè)試方法
 * @param n
 * @return
 */
public static long forkJoinSum(long n){
    long [] numbers=LongStream.rangeClosed(1, n).toArray();
    ForkJoinTask<Long> task=new ForkJoinSumCalculator(numbers);
    return new ForkJoinPool().invoke(task);
}

}

計(jì)算一串字符串中字符的個(gè)數(shù)蛔钙,不含空格

public class WordCounter {
private static final String STR = "I am a Android engineer ! You can you up !";
private final int counter;
private final boolean lastSpace;
public WordCounter(int counter, boolean lastSpace) {
    this.counter = counter;
    this.lastSpace = lastSpace;
}

public WordCounter accumulate(Character c){
    if (Character.isWhitespace(c)) {
        return lastSpace ? this : new WordCounter(counter, true);
    }else{
        return lastSpace ? new WordCounter(counter+1, false):this;
    }
}

public WordCounter combine(WordCounter wordCounter){
    return new WordCounter(counter+wordCounter.counter, wordCounter.lastSpace);
}

public int getCounter(){
    return counter;
}

public static int countWords(Stream<Character> stream){
    WordCounter wordCounter=stream.reduce(new WordCounter(0, true),
            WordCounter::accumulate,WordCounter::combine);
    return wordCounter.getCounter();
}

public static void main(String[] args) {
    Stream<Character> stream=IntStream.range(0, STR.length()).mapToObj(STR::charAt);
    System.out.println(countWords(stream));
                            
}
}

//改成并行流測(cè)試锌云,出現(xiàn)異常。

System.out.println(countWords(stream.parallel()));

Spliterator實(shí)現(xiàn)上面demo

public class WordCounterSpliterator implements Spliterator<Character> {

private final String str;
private int currentChar=0;



public WordCounterSpliterator(String str) {
    this.str = str;
}

/**
 * 把當(dāng)前位置Character傳遞給Consumer
 */
@Override
public boolean tryAdvance(Consumer<? super Character> action) {
    action.accept(str.charAt(currentChar++));//處理當(dāng)前字符串
    return currentChar <str.length();//true 表示還要要處理
}


@Override
public Spliterator<Character> trySplit() {
    int currentSize=str.length()-currentChar;
    if (currentSize<10) {
        return null; // 解析數(shù)小于10時(shí)執(zhí)行順序處理
    }
    for (int splitPos = currentSize/2+currentChar; splitPos < str.length(); splitPos++) {
        if (Character.isWhitespace(str.charAt(splitPos))) {
            Spliterator<Character> spliterator=new WordCounterSpliterator(str.substring(currentChar, splitPos));
            currentChar=splitPos;//將起始位置設(shè)為裁縫位置
            return spliterator;
        }
    }
    return null;
}

/**
 * 總長(zhǎng)度與當(dāng)前位置的差
 */
@Override
public long estimateSize() {
    return str.length()-currentChar;
}

/**
 * ORDERED 順序
 * SIZED   estimateSize返回值精確
 * SUBSIZED  trySplit創(chuàng)建的其他Spliterator 大小確切
 * NONNULL   不為null
 * IMMUTABLE 不可變(String本身不可變)
 */
@Override
public int characteristics() {
    return ORDERED+SIZED+SUBSIZED+NONNULL+IMMUTABLE;
}

public static int countWords(Stream<Character> stream){
    WordCounter wordCounter=stream.reduce(new WordCounter(0, true),
            WordCounter::accumulate,WordCounter::combine);
    return wordCounter.getCounter();
}

public static void main(String[] args) {
    String str="Characteristic value signifying that an encounter order is defined for elements.";
    Spliterator<Character> spliterator=new WordCounterSpliterator(str);
    Stream<Character> stream=StreamSupport.stream(spliterator, true);
    
    System.out.println(countWords(stream));
    
}
}

好了吁脱,就到這里了桑涎。

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