在这种情况下，多线程如何帮助提高性能？

Question

我有一段这样的代码：

while(){

    x = jdbc_readOperation();

    y = getTokens(x);

    jdbc_insertOperation(y);
}

public List<String> getTokens(String divText){
    List<String> tokenList = new ArrayList<String>();
    Matcher subMatcher = Pattern.compile("\\[[^\\]]*]").matcher(divText);
    while (subMatcher.find()) {
        String token = subMatcher.group();
        tokenList.add(token);
    }
    return tokenList;
}

据我所知，当一个线程被 I/O 或网络阻塞时，使用多线程可以节省时间。在此同步操作中，每个步骤都必须等待其上一步完成。我想要的是最大化 getTokens() 上的 cpu 利用率。

我的第一个想法是将getTokens()放在一个类的run方法中，并创建多个线程。但我认为它不会起作用，因为它似乎无法通过在纯计算操作上使用多个线程来获得性能优势。

在这种情况下，采用多线程是否有助于提高性能？如果是这样，我该怎么做？

Answer 1

这将取决于 jdbc_readOperation() 生成要处理的数据的速度与 getTokens(x) 处理数据的速度的比较。知道这将帮助您确定多线程是否会帮助您。

你可以尝试这样的事情（只是为了让你明白）：

int workToBeDoneQueueSize = 1000;
int workDoneQueueSize = 1000;
BlockingQueue<String> workToBeDone = new LinkedBlockingQueue<>(workToBeDoneQueueSize);
BlockingQueue<String> workDone = new LinkedBlockingQueue<>(workDoneQueueSize);

new Thread(() -> {
    try {
        while (true) {
            workToBeDone.put(jdbc_readOperation());
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
        // handle InterruptedException here
    }
}).start();

int numOfWorkerThreads = 5; // just an example
for (int i = 0; i < numOfWorkerThreads; i++) {
    new Thread(() -> {
        try {
            while (true) {
                workDone.put(getTokens(workToBeDone.take()));
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
            // handle InterruptedException here
        }
    }).start();
}

new Thread(() -> {
    // you could improve this by making a batch operation
    try {
        while (true) {
            jdbc_insertOperation(workDone.take());
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
        // handle InterruptedException here
    }
}).start();

或者您可以学习如何使用 ThreadPoolExecutor。 (https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/concurrent/ThreadPoolExecutor.html)

Answer 2

为了加快 getTokens() 的速度，您可以使用 String.substring() 方法拆分输入的 String divText。您将其拆分为尽可能多的子字符串，因为您将运行运行 getTokens() 方法的线程。然后每个线程都会在 divText 的某个子字符串上“运行”。

应避免创建超出 CPU 处理能力的线程，因为上下文切换会导致效率低下。

https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/String.html#substring-int-int-

另一种方法是使用 String.split 方法 http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/String.html#split%28java.lang.String%29 拆分输入的 getTokens 字符串，例如如果文本由空格或其他符号分隔的单词组成。然后可以将生成的字符串数组的特定部分传递给不同的线程。