我对并行性和并发性并不熟悉，并且我尝试使用Java中的Fork-Join实现中值滤波器算法。基本上我将输入文件读入ArrayList并使用该列表生成过滤中位数的新ArrayList（包括原始ArrayList的第一个和最后一个元素）。
现在我设法制作了算法的串行/顺序版本，它运行正常。但是，当我尝试制作Fork-Join版本时，它似乎不适用于大型ArrayLists（100000+）。我尝试使用一个非常小的大小为5的ArrayList，它工作正常。我似乎无法找到我的错误（我确定这是一个逻辑错误和/或实现错误）。任何帮助，将不胜感激。
以下是顺序算法代码段
//Add first boundary element to output ArrayList
outputElements.add(this.elements.get(0));
//Start Filter Algorithm
while(elements.size()-counter >= filterSize){
for(int i = 0; i<filterSize; i++){
tempElements.add(this.elements.get(i+counter));
if(i==filterSize){
break;
}
}
Collections.sort(tempElements);
outputElements.add(tempElements.get((filterSize-1)/2));
counter++;
tempElements.clear();
}
//Add last boundary element to output ArrayList.
if (elements != null && !elements.isEmpty()) {
outputElements.add(elements.get(elements.size()-1));
}//End Filter Algorithm
这是我制作的并行课程。这是不起作用的部分：
public class Parallel extends RecursiveTask<List<Float>>{
int lo;
int hi;
int filterSize;
String outFile; //Output file name.
int arraySize;
List<Float> elements = new ArrayList<Float>();
List<Float> tempElements = new ArrayList<Float>();
List<Float> outputElements = new ArrayList<Float>();
int counter = 0;
static final int SEQUENTIAL_CUTOFF=1000;
public Parallel(List<Float> elements, int filterSize, String outFile, int lo, int hi) {
this.lo = lo;
this.hi = hi;
this.elements = elements;
this.outFile = outFile;
this.filterSize = filterSize;
if(lo == 0){
outputElements.add(this.elements.get(0));
}
}
@Override
protected List<Float> compute() {
long startTime = System.nanoTime(); //Algorithm starts here
if((hi-lo) < SEQUENTIAL_CUTOFF) {
while(hi-counter >= filterSize){
for(int i = lo; i<filterSize; i++){
tempElements.add(this.elements.get(i+counter));
if(i==filterSize){
break;
}
}
Collections.sort(tempElements);
outputElements.add(tempElements.get((filterSize-1)/2));
counter++;
tempElements.clear();
return outputElements;
}
}else{
Parallel left = new Parallel(this.elements, this.filterSize, this.outFile, this.lo, ((this.lo + this.hi)/2));
Parallel right = new Parallel(this.elements, this.filterSize, this.outFile, ((this.hi + this.lo)/2), this.hi);
left.fork();
List<Float> leftArr = new ArrayList<Float>();
List<Float> rightArr = new ArrayList<Float>();
rightArr = right.compute();
leftArr = left.join();
List<Float> newList = new ArrayList<Float>();
newList.addAll(leftArr);
newList.addAll(rightArr);
}
long endTime = System.nanoTime();//Algorithm ends here.
//Write elements to output file
PrintWriter writeOutput = null;
try {
writeOutput = new PrintWriter(this.outFile, "UTF-8");
} catch (FileNotFoundException | UnsupportedEncodingException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
writeOutput.println(outputElements.size());//Number of lines
for(int i=0; i<outputElements.size();i++){
writeOutput.println(i+1 + " " + outputElements.get(i)); //Each line is written
}
writeOutput.close(); //Close when output finished writing.
System.out.println("Parallel complete");
return null;
}
}
非常感谢任何帮助。在花了几个小时研究S.O和谷歌后，我无法做到这一点。
编辑：musical_coder建议发布我面对的错误，这里是错误。它有很多错误：
Exception in thread "main" java.lang.IndexOutOfBoundsException
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:57)
at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:45)
at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:526)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.getThrowableException(ForkJoinTask.java:536)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.reportResult(ForkJoinTask.java:596)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.join(ForkJoinTask.java:640)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool.invoke(ForkJoinPool.java:1521)
at main.main(main.java:45)
Caused by: java.lang.IndexOutOfBoundsException: Index: 1, Size: 0
at java.util.ArrayList.rangeCheck(ArrayList.java:635)
at java.util.ArrayList.get(ArrayList.java:411)
at Parallel.compute(Parallel.java:44)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:57)
at Parallel.compute(Parallel.java:1)
at java.util.concurrent.RecursiveTask.exec(RecursiveTask.java:93)
at java.util.concurrent.ForkJoinTask.doExec(ForkJoinTask.java:334)
at java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.execTask(ForkJoinWorkerThread.java:604)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool.scan(ForkJoinPool.java:784)
at java.util.concurrent.ForkJoinPool.work(ForkJoinPool.java:646)
at java.util.concurrent.ForkJoinWorkerThread.run(ForkJoinWorkerThread.java:398)
答案 0 :(得分：0)
通常，您应该避免在多线程代码中使用ArrayList，因为它不是线程安全的：
请注意，此实现未同步。如果多个线程同时访问
ArrayList实例，并且至少有一个线程在结构上修改了列表，则必须在外部同步。
我在你发布的片段中没有看到任何同时修改列表的内容，但我做看到你将this.elements传递给子Parallel个实例，意思是至少你做了一些有风险的事情（在线程之间共享指向可变，非线程安全对象的指针）。
首次使用时，请使用以下内容替换this.elements = elements;构造函数中的Parallel：
this.elements = Collections.unmodifiableList(elements);
通过制作列表unmodifiable，您将确保如果您的Parallel代码尝试改变列表，那么您将在失败点获得明确的错误。这不会阻止Parallel之外的其他内容修改原始elements列表，但这是一种快速，简便的方法来验证Parallel的行为是否正确。如果您获得UnsupportedOperationException，那么您的Parallel课程将需要重新设计 - 您无法同时修改ArrayList。
如果您不获得UnsupportedOperationException，则其他内容正在修改您的列表。您需要找到并删除它。
一旦你弄清楚导致你的列表同时发生变异的原因，你可以尝试确定最好的前进方法。通过所有“正确”的方式在线程之间共享数据超出了我希望在这个答案中涵盖的范围，但这里有一些一般的经验法则：
Parallel类设计为仅处理来自不可变数据结构的数据，例如Guava's ImmutableList。默认情况下，不可变数据结构是线程安全的。ConcurrentLinkedQueue是多个进程读取和写入同一数据结构的线程安全方式。 ConcurrentHashMap是另一个常用的课程。你需要的东西很大程度上取决于你想要做什么，但这些都是很好的起点。Parallel在没有任何明确同步的情况下写入outFile。这很危险，并且可能会引入问题（崩溃或更糟的数据损坏）。一次只能有一个线程写入文件。通过使用专用的文件写入线程或通过显式同步文件写入操作来实现。