multithreading - 如何在 JSR 352 中定义一个好的分区计划以确保 CPU 平衡？

Question

JSR 352 - Java 平台的批处理应用程序使用分区提供并行功能。批处理运行时可以在不同的分区中执行一个步骤，以加快进度。 JSR 352 还引入了 threads定义:我们可以定义要使用的线程数，例如

<step id="Step1">
    <chunk .../>
        <partition>
            <plan partitions="3" threads="2"/>
        </partition>
    </chunk>
</step>

然后我就纳闷了:如何给出一个赞赏的分区方案，让每个线程都被占用并保证CPU的平衡？

比如有表A、B、C要做，它们的行分别是10亿、100万、1000。该步骤旨在将这些实体处理为文档，一个实体转到一个文档。文件生成的顺序并不重要。这些表实体的CPU时间分别为1s、2s、5s。线程数为 4。

如果有 3 个分区，每个表类型一个，那么该步骤将采用 1 * 10^9秒完成，因为:

分区 A 将占用 1 * 10^9 * 1s = 1 * 10^9s ，在线程 2 上运行

分区 B 将占用 1 * 10^6 * 2s = 2 * 10^6s , 在线程 3

上运行

分区 C 将占用 1 * 10^3 * 5s = 5 * 10^3s , 在线程 4

上运行

但是，当线程 2 被占用时，线程 3 是空闲的，因为 2 * 10^6s并且线程 4 从 5 * 10^3s 开始是免费的.所以很明显，这不是一个好的分区计划。

我的问题是:

在上面的例子中是否有更好的分区计划来完成？

我可以考虑:分区是一个消费队列，线程消费这个队列吗？

一般来说，我可以/应该使用多少个线程？ CPU核心数是一样的吗？

一般来说，如何给出一个赞赏的分区计划，让每个线程都被占用并保证CPU的平衡？

Answer 1

答案...

Is there a better partition plan to complete in the above example?

就在这里。见答案4...

Can I consider : partitions is a queue to consume and threads consume this queue ?

这正是发生的事情!

In general, how many threads can I / should I use ? Is that the same number of the CPU cores ?

这取决于。这个问题有很多角度... 来自 JSR-352 规范 View ，“线程”:

Specifies the maximum number of threads on which to execute the partitions of this step. Note the batch runtime cannot guarantee the requested number of threads are available; it will use as many as it can up to the requested maximum. This is an optional attribute. The default is the number of partitions.

因此，仅从这个角度来看，您应该将此值设置为您想要的任意高(批处理运行时将根据其资源设置真正的限制!)。

从批处理运行时的角度来看(JSR352 实现) :任何体面的实现都将使用线程池来执行分区步骤。因此，如果此类池的大小固定为 N，则无论您设置的线程数有多大，您都不会同时执行超过 N 个分区。

JBeret是JSR352规范的一个实现，被wildfly服务器使用(这是我用过的实现)。在 Wildfly，它的默认线程池设置为最多 10 个线程。该池不仅在分区步骤之间共享，还在批处理作业之间共享。因此，如果您同时运行 2 个作业，您将减少 2 个线程可供使用。除此之外，当你分区时，一个线程扮演协调者的角色，将分区分配给其他线程并等待结果......所以如果你的分区计划说它使用 2 个线程，它实际上会使用 3 个! (两个作为 worker ，一个作为协调员)......所有这些资源(线程)都来自同一个池!

总之，最重要的是:调查您正在使用什么 JSR325 实现并相应地设置它 .

从硬件查看 ，您的 CPU 有线程最大限制。在这个角度下(并且根据经验)，将“线程”值设置为等于该值。

从性能 View ，分析你正在做的工作。如果您正在访问多个线程之间的共享资源(如数据库)，则可能会产生导致线程阻塞的瓶颈。如果您遇到这种问题，您必须考虑降低“头”值。

总结 ，将“线程”值设置为 CPU 最大线程限制。然后，检查该值是否不会导致阻塞问题；如果是，则降低该值。此外，验证批处理运行时是否已相应配置，它允许您执行任意数量的线程。

In general, how to give an appreciated partition plan so that each thread is occupied and ensure CPU balance ?

避免使用静态分区计划(至少对您而言)。相反，使用分区映射器。分区映射器是一个实现 javax.batch.api.partition.PartitionMapper 的类。接口(interface)并允许以编程方式定义分区计划(多少个分区，多少个线程，每个分区的属性)。所以对于你的情况，把你的表(A，B，C)分成N个 block (其中N = 1000)......每个 block 都是一个分区。您应该从类型 C 的分区开始，并在您的实体分区(表)之间进行循环:C0 , B0 , A0 , B1 , A1 , ..., B999 , A999 , A1000 , ..., A999999 ...使用此方案，实体 C 将首先完成，留下一个线程打开以解析更多 A 和 B 分区。稍后，B 将完成，留下更多资源来攻击剩余的 A 分区。

希望这有助于...