Java ForkJoin 多线程比单线程慢

Question

我正在尝试 Java ForkJoin 框架并编写了一个简单的测试程序，将图像的像素设置为随机颜色。例如。它会产生伪噪声。

但是在测试性能时，我发现运行单线程实际上比运行多线程更快。我通过通过一个高阈值使其以单线程运行。

这是 worker 类(Class):

public class Noise extends RecursiveAction {

    private BufferedImage image;
    private int xMin;
    private int yMin;
    private int xMax;
    private int yMax;
    private int threshold = 2000000; // max pixels per thread

    public Noise(BufferedImage image, int xMin, int yMin, int xMax, int yMax, int threshold) {
        this.image = image;
        this.xMin = xMin;
        this.yMin = yMin;
        this.xMax = xMax;
        this.yMax = yMax;
        this.threshold = threshold;
    }

    public Noise(BufferedImage image, int xMin, int yMin, int xMax, int yMax) {
        this.image = image;
        this.xMin = xMin;
        this.yMin = yMin;
        this.xMax = xMax;
        this.yMax = yMax;
    }

    @Override
    protected void compute() {
        int ppt = (xMax - xMin) * (yMax - yMin); // pixels pet thread
        if(ppt > threshold) {
            // split
            int verdeling = ((xMax - xMin) / 2) + xMin;
            invokeAll(new Noise(image, xMin, yMin, verdeling, yMax),
                    new Noise(image, verdeling+1, yMin, xMax, yMax));
        }
        else {
            // execute!
            computeDirectly(xMin, yMin, xMax, yMax);
        }
    }

    private void computeDirectly(int xMin, int yMin, int xMax, int yMax) {
        Random generator = new Random();
        for (int x = xMin; x < xMax; x++) {
            for (int y = yMin; y < yMax; y++) {
                //image.setPaint(new Color(generator.nextInt()));
                int rgb = generator.nextInt();
                int red = (rgb >> 16) & 0xFF;
                int green = (rgb >> 8) & 0xFF;
                int blue = rgb & 0xFF;

                red = (int) Math.round((Math.log(255L) / Math.log((double) red)) * 255);
                green = (int) Math.round((Math.log(255L) / Math.log((double) green)) * 255);
                blue = (int) Math.round((Math.log(255L) / Math.log((double) blue)) * 255);

                int rgbSat = red;
                rgbSat = (rgbSat << 8) + green;
                rgbSat = (rgbSat << 8) + blue;

                image.setRGB(x, y, rgbSat);
            }

        }
        Graphics2D g2D = image.createGraphics();
        g2D.setPaint(Color.RED);
        g2D.drawRect(xMin, yMin, xMax-xMin, yMax-yMin);
    }
}

生成 6000 * 6000 图像时，结果为:
单线程:9.4 秒 @ 25% CPU 负载
多线程:16.5 秒 @ 80%-90% CPU 负载
(Core2quad Q9450)

为什么多线程版本较慢？
我该如何解决这个问题？

Answer 1

首先，F/J是一个小众产品。如果您没有巨大的数组并将其作为 DAG 进行处理，那么您使用的是错误的产品。当然，F/J 可以使用多个处理器，但也可以只使用简单的多线程方法，而无需 F/J 的所有开销。

尝试使用四个线程，并直接给每个线程分配四分之一的工作。

这就是 F/J 的使用方式:

Sum left  = new Sum(array, low, mid);
Sum right = new Sum(array, mid, high);
left.fork();
long rightAns = right.compute();
long leftAns   = left.join();
return leftAns + rightAns;

当你不沿着结构化树的叶子走下去时，那么所有的赌注都会失败。