《Java高并发程序设计》学习 --5.7 并行搜索

2024-02-16 15:18

本文主要是介绍《Java高并发程序设计》学习 --5.7 并行搜索,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

对于有序数据,通常可以采用二分查找法。对于无序数据,则只能挨个查找。在本节中,我们将讨论有关并行的无序数组的搜索实现。
给定一个数组,我们要查找满足条件的元素。对于串行程序来说,只要遍历一下数组就可以得到结果。但如果要使用并行方式,则需要额外增加一些线程间的通信机制,使各个线程可以有效地运行。
一种简单的策略就是将原始数据集合按照期望的线程数进行分割。每个线程各自独立搜索,当其中一个线程找到数据后,立即返回结果即可。
现在假设有一个整数数组,我们需要查找数组内的元素:
static int[] arr;
定义线程池、线程数量以及存放结果的变量result。在result中,我们会保存符合条件的元素在arr数组中的下标。默认为-1,表示没有找到给定元素。
public static final int THREADNUM = 2;
static ExecutorService pool  = Executors.newCachedThreadPool();
static AtomicInteger result = new AtomicInteger(-1);
并发搜索会要求每个线程查找arr中的一段,因此,搜索函数必须指定线程需要搜索的起始和结束位置:
public static int search(int searchValue,int beginPos,int endPos) {int i = 0;for(i=beginPos; i<endPos; i++) {if(result.get() >= 0) {return result.get();}if(arr[i] == searchValue) {if(!result.compareAndSet(-1, i)) {return result.get();}return i;}}return -1;
}
上述代码中,首先通过result判断是否已经有其他线程找到了需要的结果。如果已经找到,则立即返回不再进行查找。如果没有找到,则进行下一步搜索。第7行代码成立则表示当前线程找到了需要的数据,那么就会将结果保存到result变量中。这里使用CAS操作,如果设置失败,则表示其他线程已经先我一步找到了结果。因此,可以无视失败的情况,找到结果后,进行返回。
定义一个线程进行查找,它会调用前面的search()方法:
public static class SearchTask implements Callable<Integer> {int begin,end,searchValue;public SearchTask(int searchValue,int begin,int end) {this.begin = begin;this.end = end;this.searchValue = searchValue;}@Overridepublic Integer call() throws Exception {int re = search(searchValue,begin,end);return re;}
}
最后是pSearch()并行查找函数,它会根据线程数量对arr数组进行划分,并建立对应的任务提交给线程池处理:
public static int pSearch(int searchValue) throws InterruptedException,ExecutionException {int subArrSize = arr.length/THREADNUM+1;List<Future<Integer>> re = new ArrayList<Future<Integer>>();for(int i=0; i<arr.length; i+=subArrSize) {int end = i + subArrSize;if(end>=arr.length) end = arr.length;re.add(pool.submit(new SearchTask(searchValue, i, end)));}for(Future<Integer> fu : re) {if(fu.get() >= 0) return fu.get();}return -1;
}
上述代码中使用了JDK内置的Future模式,其中4~8行将原始数组arr划分为若干段,并根据划分结果建立子任务。每一个子任务都会返回一个Future对象,通过Future对象可以获得线程组得到的最终结果。在这里,由于线程之间通过result共享彼此的信息,因此只要当一个线程成功返回后,其他线程都会立即返回。因此,不会出现由于排在前面的任务长时间无法结束而导致整个搜索结果无法立即获取的情况。

注:本篇博客内容摘自《 Java 高并发程序设计》

这篇关于《Java高并发程序设计》学习 --5.7 并行搜索的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/714933

相关文章

分布式锁在Spring Boot应用中的实现过程

《分布式锁在SpringBoot应用中的实现过程》文章介绍在SpringBoot中通过自定义Lock注解、LockAspect切面和RedisLockUtils工具类实现分布式锁,确保多实例并发操作... 目录Lock注解LockASPect切面RedisLockUtils工具类总结在现代微服务架构中,分布

Java使用Thumbnailator库实现图片处理与压缩功能

《Java使用Thumbnailator库实现图片处理与压缩功能》Thumbnailator是高性能Java图像处理库,支持缩放、旋转、水印添加、裁剪及格式转换,提供易用API和性能优化,适合Web应... 目录1. 图片处理库Thumbnailator介绍2. 基本和指定大小图片缩放功能2.1 图片缩放的

Spring Boot集成/输出/日志级别控制/持久化开发实践

《SpringBoot集成/输出/日志级别控制/持久化开发实践》SpringBoot默认集成Logback,支持灵活日志级别配置(INFO/DEBUG等),输出包含时间戳、级别、类名等信息,并可通过... 目录一、日志概述1.1、Spring Boot日志简介1.2、日志框架与默认配置1.3、日志的核心作用

破茧 JDBC:MyBatis 在 Spring Boot 中的轻量实践指南

《破茧JDBC:MyBatis在SpringBoot中的轻量实践指南》MyBatis是持久层框架,简化JDBC开发,通过接口+XML/注解实现数据访问,动态代理生成实现类,支持增删改查及参数... 目录一、什么是 MyBATis二、 MyBatis 入门2.1、创建项目2.2、配置数据库连接字符串2.3、入

Springboot项目启动失败提示找不到dao类的解决

《Springboot项目启动失败提示找不到dao类的解决》SpringBoot启动失败,因ProductServiceImpl未正确注入ProductDao,原因:Dao未注册为Bean,解决:在启... 目录错误描述原因解决方法总结***************************APPLICA编

深度解析Spring Security 中的 SecurityFilterChain核心功能

《深度解析SpringSecurity中的SecurityFilterChain核心功能》SecurityFilterChain通过组件化配置、类型安全路径匹配、多链协同三大特性,重构了Spri... 目录Spring Security 中的SecurityFilterChain深度解析一、Security

SpringBoot多环境配置数据读取方式

《SpringBoot多环境配置数据读取方式》SpringBoot通过环境隔离机制,支持properties/yaml/yml多格式配置,结合@Value、Environment和@Configura... 目录一、多环境配置的核心思路二、3种配置文件格式详解2.1 properties格式(传统格式)1.

Apache Ignite 与 Spring Boot 集成详细指南

《ApacheIgnite与SpringBoot集成详细指南》ApacheIgnite官方指南详解如何通过SpringBootStarter扩展实现自动配置,支持厚/轻客户端模式,简化Ign... 目录 一、背景:为什么需要这个集成? 二、两种集成方式(对应两种客户端模型) 三、方式一:自动配置 Thick

Spring WebClient从入门到精通

《SpringWebClient从入门到精通》本文详解SpringWebClient非阻塞响应式特性及优势,涵盖核心API、实战应用与性能优化,对比RestTemplate,为微服务通信提供高效解决... 目录一、WebClient 概述1.1 为什么选择 WebClient?1.2 WebClient 与

Java.lang.InterruptedException被中止异常的原因及解决方案

《Java.lang.InterruptedException被中止异常的原因及解决方案》Java.lang.InterruptedException是线程被中断时抛出的异常,用于协作停止执行,常见于... 目录报错问题报错原因解决方法Java.lang.InterruptedException 是 Jav