Question

我有一个长时间运行的计算，我需要执行一长串输入。计算是独立的，所以我想将它们分配给几个CPU。我使用的是Java 8。

代码的骨架如下所示：

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(numThreads);

MyService myService = new MyService(executorService);

List<MyResult> results =
            myInputList.stream()
                     .map(myService::getResultFuture)
                     .map(CompletableFuture::join)
                     .collect(Collectors.toList());

executorService.shutdown();

负责计算的主要功能如下：

CompletableFuture<MyResult> getResultFuture(MyInput input) {
    return CompletableFuture.supplyAsync(() -> longCalc(input), executor)))
}

长时间运行的计算是无状态的，不会执行任何IO。

我希望这段代码可以使用所有可用的CPU，但不会发生。例如，在具有72个CPU和numThreads=72（或甚至例如numThreads=500）的计算机上，CPU使用率最多为500-1000％，如htop所示：

根据线程转储，许多计算线程都在等待，即：

"pool-1-thread-34" #55 prio=5 os_prio=0 tid=0x00007fe858597890 nid=0xd66 waiting on condition [0x00007fe7f9cdd000]
   java.lang.Thread.State: WAITING (parking)
    at sun.misc.Unsafe.park(Native Method)
    - parking to wait for  <0x0000000381815f20> (a java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject)
    at java.util.concurrent.locks.LockSupport.park(LockSupport.java:175)
    at java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer$ConditionObject.await(AbstractQueuedSynchronizer.java:2039)
    at java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue.take(LinkedBlockingQueue.java:442)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.getTask(ThreadPoolExecutor.java:1074)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(ThreadPoolExecutor.java:1134)
    at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor$Worker.run(ThreadPoolExecutor.java:624)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:748)

   Locked ownable synchronizers:
    - None

所有计算线程都在等待同一个锁。在转储时，只有5个计算线程是RUNNABLE，其余的是WAITING。

锁定的原因是什么？我为什么不设法使用所有cpu？

Answer 1

您正在提交作业并随后调用join()，等待异步作业完成。

流中间步骤是按元素执行的，这意味着中间步骤.map(CompletableFuture::join)一次在一个元素上运行（更糟糕的是它是一个顺序流），而不确定所有元素都已消失通过提交步骤。这会导致线程在等待每次计算完成时阻塞。

在开始调用join()之前，您必须强制提交所有工作：

List<MyResult> results =
    myInputList.stream()
               .map(myService::getResultFuture)
               .collect(Collectors.toList()).stream()
               .map(CompletableFuture::join)
               .collect(Collectors.toList());

如果您可以将results列表中的任何内容表达为要在完成所有操作时调用的操作，则可以不以join()阻止线程的方式实现操作：

List<CompletableFuture<MyResult>> futures = myInputList.stream()
    .map(myService::getResultFuture)
    .collect(Collectors.toList());
CompletableFuture.allOf(futures.toArray(CompletableFuture<?>[]::new))
    .thenRun(() -> {
        List<MyResult> results = futures.stream()
            .map(CompletableFuture::join)
            .collect(Collectors.toList());
        // perform action with results
    });

它仍然会调用join()来检索结果，但此时所有的期货都已完成，因此调用者不会被阻止。

Java不使用所有可用的CPU

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