Java大型数据集合实现并行加速处理几种方法

文章探讨了两种并行处理Java大型数据集合的方法:基于子列表分区和浅层分割。子列表分区策略将源集合分割成子列表,线程独立处理后同步添加到输出列表。浅层分割策略则不复制源集合,线程直接在源集合上读取并转换对象,存储在新集合中。测试表明,这两种策略在多线程环境下能有效提升处理速度,最高加速比可达4.4X。

在这篇文章中,一个非常简单的转换操作将被应用于一个大型的Java数据集合。

转换操作

对于转换操作,我们定义了一个函数接口。它只是接收一个R类型的元素,应用一个转换操作,并返回一个S类型的转换对象。

@FunctionalInterface
<b>public</b> <b>interface</b> ElementConverter<R, S> {
    S apply(R param);
}

我们创建了ElementConverter接口的两个实现,其中一个将一个字符串转换为一个大写的字符串。

<b>public</b> <b>class</b> UpperCaseConverter implements ElementConverter<String, String> {
    @Override
    <b>public</b> String apply(String param) {
        <b>return</b> param.toUpperCase();
    }
}

<b>public</b> <b>class</b> CollectionUpperCaseConverter implements ElementConverter<List<String>, List<String>> {
    @Override
    <b>public</b> List<String> apply(List<String> param) {
        <b>return</b> param.stream().map(String::toUpperCase).collect(Collectors.toList());
    }
}

还实现了一个 异步 执行器(AsynchronousExecutor)类,除了一些其他辅助性的方法外,还为并行处理策略提供了一个专门的方法。

<b>public</b> <b>class</b> AsynchronousExecutor<T, E> {

    <b>private</b> <b>static</b> <b>final</b> Integer MINUTES_WAITING_THREADS = 1;
    <b>private</b> Integer numThreads;
    <b>private</b> ExecutorService executor;
    <b>private</b> List<E> outputList;
    
    <b>public</b> AsynchronousExecutor(<b>int</b> threads) {
        <b>this</b>.numThreads = threads;
        <b>this</b>.executor = Executors.newFixedThreadPool(<b&
Java 中对集合进行并行处理是提高大数据量操作性能的有效方式之一。Java 提供了多种机制来实现集合并行处理,主要包括以下几种方法: ### 1. 使用 Java 8 的并行流(Parallel Stream) Java 8 引入了 Stream API,其中 `parallelStream()` 方法可以将集合转化为并行流,从而利用多核处理并行处理数据。这种方式会自动将任务拆分到多个线程中执行,适用于 CPU 密集型任务。 ```java List<Integer> dataList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); dataList.parallelStream().forEach(item -> { // 并行处理每个元素 System.out.println("Processing item: " + item + " in thread: " + Thread.currentThread().getName()); }); ``` 并行流内部使用了 Fork/Join 框架进行任务调度,适用于不需要严格顺序执行的场景 [^1]。 ### 2. 使用 Fork/Join 框架手动实现并行处理 Java 7 引入了 Fork/Join 框架,它是一种基于工作窃取算法的并行任务处理框架。开发者可以手动将集合拆分为多个子任务,并在多个线程中并行处理。 ```java class ProcessTask extends RecursiveAction { private final List<Integer> dataList; private final int threshold = 100; public ProcessTask(List<Integer> dataList) { this.dataList = dataList; } @Override protected void compute() { if (dataList.size() < threshold) { dataList.forEach(item -> System.out.println("Processing item: " + item + " in thread: " + Thread.currentThread().getName())); } else { int mid = dataList.size() / 2; List<Integer> left = dataList.subList(0, mid); List<Integer> right = dataList.subList(mid, dataList.size()); ProcessTask leftTask = new ProcessTask(left); ProcessTask rightTask = new ProcessTask(right); invokeAll(leftTask, rightTask); } } } ``` 通过自定义 `RecursiveAction` 或 `RecursiveTask`,可以灵活控制任务的拆分与合并逻辑 [^3]。 ### 3. 使用线程池(ExecutorService)手动分配任务 如果希望更精细地控制线程的生命周期和任务调度,可以使用 `ExecutorService` 手动分配任务到多个线程中。 ```java ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(4); List<Integer> dataList = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10); for (Integer item : dataList) { executor.submit(() -> { System.out.println("Processing item: " + item + " in thread: " + Thread.currentThread().getName()); }); } executor.shutdown(); ``` 该方法适用于需要与线程生命周期交互的场景,如异步任务、定时任务等 [^4]。 ### 4. 使用第三方库(如 Apache Commons Collections 或 Guava) 除了 Java 原生 API,还可以借助第三方库来简化并行处理逻辑。例如,Apache Commons Collections 提供了 `CollectionUtils` 工具类,可以结合多线程框架实现更高效的处理逻辑。 ```java CollectionUtils.forEach(dataList, item -> { System.out.println("Processing item: " + item + " in thread: " + Thread.currentThread().getName()); }); ``` 虽然这些库本身不直接支持并行处理,但可以与线程池或并行流结合使用,提高代码的可读性和维护性 [^2]。 --- ###
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值