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멀티 코어 프로세서를 활용하여 Java 성능을 향상시키는 방법은 무엇입니까?

Jun 05, 2024 am 11:14 AM

java 멀티 코어 프로세서

멀티 코어 프로세서를 사용하여 Java 성능을 향상시키는 것은 멀티 스레딩, 잠금 및 동시성 라이브러리를 사용하여 달성할 수 있습니다. 실제적인 예로는 병렬 스트림과 Fork/Join 프레임워크를 사용한 병렬 합산이 있습니다. 벤치마크 테스트에서는 병렬 구현이 직렬 구현에 비해 런타임을 1/8만큼 줄일 수 있음을 보여줍니다. 멀티 코어 프로세서에 적합한 작업에는 계산 집약적인 작업, I/O 집약적인 작업 및 동시 작업 수가 많은 애플리케이션이 포함됩니다.

Java 中如何利用多核处理器来提升性能？

멀티 코어 프로세서를 사용하여 Java 성능 향상

현대 컴퓨터 시스템에서는 멀티 코어 프로세서가 표준이 되었습니다. 멀티 코어 프로세서를 사용하면 애플리케이션이 여러 작업을 병렬로 수행하여 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 기사에서는 실제 예제를 포함하여 Java에서 멀티 코어 프로세서를 활용하는 방법을 설명합니다.

Java 병렬 프로그래밍

Java는 다음을 포함한 다양한 병렬 프로그래밍 모델을 제공합니다.

스레드: 작업을 동시에 실행할 수 있는 경량 스레드입니다.
Lock: 스레드를 동기화하고 경쟁 조건을 방지하는 데 사용됩니다.
동시성 라이브러리: Fork/Join 프레임워크 및 Executors 프레임워크와 같은 더 높은 수준의 동시성 추상화를 제공합니다.

실용 예: 병렬 합

간단한 합 문제를 생각해 보세요. 주어진 배열에 있는 모든 요소의 합을 계산합니다. 다음은 요소별로 배열 요소를 반복하는 직렬 구현입니다.

public class SumArraySerial {

    public static int sumArray(int[] arr) {
        int sum = 0;
        for (int i : arr) {
            sum += i;
        }
        return sum;
    }

}

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다음은 병렬 스트림과 Fork/Join 프레임워크를 사용하는 병렬 구현입니다.

import java.util.concurrent.ForkJoinPool;
import java.util.stream.IntStream;

public class SumArrayParallel {

    public static int sumArray(int[] arr) {
        return IntStream.of(arr).parallel().sum();
    }

    public static int sumArrayForkJoin(int[] arr) {
        ForkJoinPool pool = ForkJoinPool.commonPool();
        return pool.invoke(new SumArrayTask(arr, 0, arr.length));
    }

    private static class SumArrayTask extends RecursiveTask&lt;Integer&gt; {

        private int[] arr;
        private int start;
        private int end;

        public SumArrayTask(int[] arr, int start, int end) {
            this.arr = arr;
            this.start = start;
            this.end = end;
        }

        @Override
        protected Integer compute() {
            int sum = 0;
            if ((end - start) &lt;= 10000) { // 阈值，执行串行计算
                for (int i = start; i &lt; end; i++) {
                    sum += arr[i];
                }
            } else { // 超出阈值，分解任务和并行计算
                int mid = (start + end) / 2;
                SumArrayTask left = new SumArrayTask(arr, start, mid);
                SumArrayTask right = new SumArrayTask(arr, mid, end);
                left.fork();
                right.fork();
                sum = left.join() + right.join();
            }
            return sum;
        }
    }

}

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성능 테스트

두 구현을 벤치마킹하기 위해 배열을 사용합니다. 8개 코어가 있는 시스템에서 병렬 스트림 구현은 76밀리초에 실행된 반면 Fork/Join 구현은 74밀리초에 실행되었으며 이는 직렬 구현보다 8배 이상 빠릅니다.

멀티 코어 프로세서는 언제 사용해야 합니까?

멀티 코어 프로세서를 사용하여 다음 성능을 향상합니다.