Java中的负载均衡线程池
Java中的负载均衡线程池
我一直在寻找一个负载均衡的线程池,但至今没有成功。(不确定“负载均衡”是不是正确的术语)。
让我解释一下我想要实现的目标。
第一部分:
我有一些作业,每个作业有8到10个单独的任务。在一个6核的CPU上,我让8个线程并行地处理这些任务,这似乎可以提供最佳的性能。一个任务完成后,另一个任务就可以开始。一旦所有十个任务完成,整个作业就完成了。通常一个作业需要30到60秒才能完成。
第二部分:
不幸的是,有时候作业需要超过两个小时的时间。这是由于需要计算的数据量很大造成的。
不好的一点是,在作业1运行时没有其他作业可以开始(假设所有线程的持续时间相同),因为它占用了所有线程。
我的第一个想法是:
有12个线程,同时允许最多三个作业。
但是:这意味着当只有一个作业时,CPU没有充分利用。
我正在寻找一种解决方案,当没有其他作业时,作业1可以充分利用CPU的计算能力。但是当另一个作业在运行时需要启动另一个作业时,我希望CPU的计算能力分配给两个作业。当出现第三个或第四个作业时,我希望CPU的计算能力公平地分配给所有四个作业。
非常感谢你的回答...提前谢谢。
在这段对话中,问题的起因是需要实现一种负载均衡的线程池来处理多个任务。最简单的方法是启动8个线程来处理每个任务,这样可以充分利用CPU资源。但是当有多个任务同时运行时,CPU资源分配可能不均匀。为了解决这个问题,提出了几种解决方法。
第一种解决方法是每个任务启动8个线程,空闲线程不会占用正在执行任务的线程的资源。但是当有多个任务同时运行时,CPU资源分配可能不均匀。
对此提出了一个解决方法,即每个任务最多只能同时运行2个,通过估算线程的理想性能并与实际测量结果进行比较,可以找到最适合的线程数量。
根据这些建议,作者实现了一个函数来估算任务的大小,当任务较大时,最多使用3个线程,同时限制并行任务的数量为2个。这虽然不是最初的想法,但很好地满足了需求。作者将进行一些测试,并测量性能以优化线程数量。
通过以上对话,可以看出问题的起因是需要实现一种负载均衡的线程池来处理多个任务,而解决方法是通过限制每个任务的并发线程数量和并行任务的数量来优化性能。
在Java中实现一种负载均衡的线程池的原因是因为需要充分利用多核CPU的性能。当只有一个任务时,可以启动多个并行的工作线程来处理该任务,以确保消耗CPU的全部性能。为了实现这个目标,可以通过创建与CPU核心数相等的工作线程来实现负载均衡。
解决方法之一是使用Java 7中引入的Fork/Join概念。Fork/Join是一种并行编程的概念,可以将一个大任务划分为多个小任务,并通过递归的方式进行处理。这种方法可以充分利用多核CPU的性能,提高并行处理的效率。
此外,还可以学习使用newCachedThreadPool()方法来创建线程池。newCachedThreadPool()方法可以根据需要自动调整线程池的大小,并且可以重用空闲的线程,以提高线程池的效率。
通过参考以下链接,可以了解更多关于负载均衡线程池和并行编程的知识:
- [Java Fork/Join 并行编程](http://www.javacodegeeks.com/2011/02/java-forkjoin-parallel-programming.html)
- [Oracle关于Fork/Join的文章](http://www.oracle.com/technetwork/articles/java/fork-join-422606.html)
- [关于单个Java线程的双核CPU利用率](https://stackoverflow.com/questions/9509850)
- [Java是否支持多核处理器的并行处理](https://stackoverflow.com/questions/3330430)
- [Java newCachedThreadPool()与newFixedThreadPool()的区别](https://stackoverflow.com/questions/949355)
通过以上方法和参考资料,可以实现一种在Java中的负载均衡的线程池,以充分利用多核CPU的性能。
在Java中实现一种负载均衡的线程池的原因是为了解决当一个任务占用整个线程池时,其他任务需要等待的问题。为了解决这个问题,可以使用一个具有不同任务队列的标准ThreadPoolExecutor
。具体的解决方法是在TaskRunner
类中定义一个内部类PriorityRunnable
,实现了Runnable
接口和Comparable
接口,通过设置任务的优先级来实现任务的排序。然后使用一个PriorityBlockingQueue
作为任务队列,将任务提交给线程池执行。
使用这种负载均衡的线程池的方法是调用taskRunner.runTasks(jobTask1, jobTask2, jobTask3);
,将任务按照优先级顺序加入任务队列。如果已经有一个任务在队列中,那么新加入的任务将与之交替执行。例如,如果已经有一个任务的优先级为3,103和203的三个任务在队列中,如果再提交一个有三个任务的新任务,它们的优先级分别为4,104和204,那么队列的顺序将变为j1t1,j2t1,j1t2,j2t2等。
然而,这种方法并不完美,因为如果所有的线程都在处理任务1的任务时,任务2的第一个任务将无法开始,直到任务1的某个任务完成。为了更公平地处理任务,可以将长时间运行的任务分解成较小的片段,并将它们作为单独的任务加入队列。同时,确保每个任务包含的任务数量大于线程池中的线程数量,这样一些任务将始终在队列中开始执行,而不是直接分配给线程。
以上就是关于在Java中实现一种负载均衡的线程池的原因和解决方法的整理。