Java中的多线程查找素数需要更多时间？

Question

我试图找出这个问题的解决方案，但在 StackOverflow 上找不到？

我只是想知道为什么我的多线程工作如此缓慢，事实上它应该做得相反。

public class Prime {

    static BufferedWriter writer;
    static DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy/MM/dd HH:mm:ss");

    public static void main(String[] args) throws IOException {


        System.out.println("Without Thread" + findPrime() + " ms");

        System.out.println("With thread : " + findPrimeWithThreads() + " ms");

    }

    public static long findPrimeWithThreads() {

        Instant start = Instant.now();

        int primaryNumber = 3;
        while (primaryNumber <= 100000) {

            int finalPrimaryNumber = primaryNumber;

            new Thread(() -> {
                multiplicationHelper(finalPrimaryNumber);
            }).start();

            new Thread(() -> {
                multiplicationHelper(finalPrimaryNumber+1);
            }).start();

            primaryNumber+=2;
        }

        return Duration.between(start, Instant.now()).toMillis();

    }

    public static long findPrime() throws IOException {
        Instant instant = Instant.now();

        int primaryNumber = 3;
        while (primaryNumber <= 100000) {

            multiplicationHelper(primaryNumber);

            primaryNumber++;

        }

        return Duration.between(instant, Instant.now()).toMillis();
    }

    public static void multiplicationHelper(int primaryNumber){
        int j = 2;
        boolean isPrime = true;

        while (j <= primaryNumber/2) {
            if (primaryNumber % j == 0) {
                isPrime = false;
                break;
            }
            j++;
        }
        if (isPrime) {
//            System.out.println("PRIME :: " + primaryNumber);
        }
    }

}

这是代码，代码的输出是：

Without Thread497 ms
With thread : 22592 ms

请您详细说明为什么会这样以及如何提高多线程的性能？ 我是多线程编程的新手，所以我在这方面做错了吗？

Answer 1

“寻找素数”是一个计算绑定操作。它自然会使用 100% 的 CPU 利用率，因为它永远不需要执行 I/O。

“多线程”的两个目的是：(a) 利用多个 CPU 内核，以及 (b) 与 I/O 重叠计算。 （并且更容易发出并行 I/O 操作。）

多线程可以在正确的情况下节省时间，或在错误的情况下会花费更多的时间。

您考虑不周的设计似乎启动了 20,000 个线程！

Answer 2

将您的功能更改为以下

public static long findPrimeWithThreads() {

        Instant start = Instant.now();

        int primaryNumber = 3;
        ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(4); // considering you've 4 CPU
        while (primaryNumber <= 100000) {
            int finalPrimaryNumber = primaryNumber;
            pool.submit(()->multiplicationHelper(finalPrimaryNumber));
            primaryNumber ++;
        }
        pool.shutdown(); // stop your threads
        return Duration.between(start, Instant.now()).toMillis();

    }