Java for 循环进入并行

Question

我是并行处理的新手并正在尝试学习它。我得到了大学的任务，我必须将串行“barnes-hut”算法变成并行算法。 我一直在寻找，我似乎没有找到任何有用的东西。 我想我需要与最大线程数 4 并行

for (int i = 0; i < N; i++) {
        double px = console.nextDouble();
        double py = console.nextDouble();
        double vx = console.nextDouble();
        double vy = console.nextDouble();
        double mass = console.nextDouble();
        int red = console.nextInt();
        int green = console.nextInt();
        int blue = console.nextInt();
        Color color = new Color(red, green, blue);
        bodies[i] = new Body(px, py, vx, vy, mass, color);
    }

Answer 1

问题是：您实际上所关注的不仅仅是“添加一些并行”到您的代码。

你看，你的代码是这样的：

• 从某个输入源读取多个值
• 一点处理
• 将最终“结果”存储在有序数据结构（该数组）中

您不能只并行执行上述操作。因为当你使用多个线程时，你会在事情发生时失去控制。

在您的情况下：您无法控制“从输入中读取”的顺序。是的，当您按照其他答案的建议时，您将遇到第一个多线程问题，因为其他代码不是线程安全的，因此您最终会得到意想不到的、不可预测的结果！

另请注意：您的代码确实不太适合“并行运行”。只有当您的工作负载受益于多线程时，使用多线程才会“有帮助”。从一个文件中读取顺序数据，最终得到顺序数据结构中的对象......这不是一种工作量！

因此，真正的答案是：退后一步。多线程真的很复杂。你不能通过选择“随机”代码然后尝试“添加平行”来学习这些东西。选择一本好书或教程……并研究该主题。看看写得很好的例子，然后看看它们是如何处理的。然后搜索旨在了解多线程的作业。

一个起点：来自 oracle 的 concurrency 教程。

Answer 2

您可以查看IntStream 来并行您的 for 循环：

IntStream.range(0,N).parallel().forEach(i -> {
  double px = console.nextDouble();
  double py = console.nextDouble();
  double vx = console.nextDouble();
  double vy = console.nextDouble();
  double mass = console.nextDouble();
  int red = console.nextInt();
  int green = console.nextInt();
  int blue = console.nextInt();
  Color color = new Color(red, green, blue);
  bodies[i] = new Body(px, py, vx, vy, mass, color); 
});

请记住，这只是 for 循环帮助您入门的一个示例。这可能导致错误的结果，需要根据您的操作进行修改。

要查看与“Barnes-Hut”平行的文档，请查看：

https://www.cs.vu.nl/ibis/papers/nijhuis_barnes_2004.pdf

它很老，没有使用最新的 java 技术来简化一些并行性，但应该能够引导你走上正确的道路

还有一个 Scala 项目也可以模拟它：

https://github.com/tadjik1/Barnes-Hut-Simulation