java如何处理这种多线程场景的问题？

Question

我想做一个分布式系统的模拟，在这个系统中，我应该研究分布式系统中的信息（供应）（如果可以的话，并行！！）例如，我有以下课程：

public class Group{
public int identifier;
public int[] members;
public String name; 
public String[] supplies;
public int[] neighbors;}

有许多组，每个组都有一个名称，由成员、邻居和供应品的列表组成，每个成员都有一些信息，并向其他组列出可能包含相关信息和供应品的列表，等等

1-我想对供应进行研究，首先：在一个组内，如果我没有找到所需的供应，我应该在与该组相邻的所有组内进行搜索，我想使用多线程进行搜索，我的意思是，如果搜索失败，我应该使用多个线程同时在所有其他邻居中进行搜索，每个线程考虑一个邻居，如果我有10个邻居，那么应该创建10个线程

2-现在，如果我想在第一时间开始几组研究，我的意思是从3或4组或更多组开始，每个组寻找不同的供应，或相同的。。。。 +调用搜索的一个组可能是另一个组的邻居

所以，我的问题是如何使用线程实现这个场景

注：我有一台单处理器单核的机器，我不关心执行时间（开销），我只想模拟这个问题

感谢您的回复，并致以最良好的问候

Answer 1

我不认为在单CPU机器上多线程有任何性能优势。这是因为一次只能运行1个线程，并且线程之间会有切换时间，因此实际上可能需要更多的时间才能找到具有所需资源的组

就我个人而言，我只是遍历第一组的邻居并检查他们的资源。然后，如果没有找到资源，我将调用每个子组的搜索，传入已检查的组列表，这样它就可以跳过已检查的组。比如：

public Group searchForGroupWithResource(Resource resource){
    List<Group> groupsToCheck = new ArrayList<Group>();
    groupsToCheck.add(this);
    int currentIndex = 0;
    while(currentIndex < groupsToCheck.size()){
        Group currentGroup = groupsToCheck.get(currentIndex);
        if(currentGroup.hasResource(resource)){
            return currentGroup;
        }
        groupsToCheck.addAll(currentGroup.getNeighbors(groupsToCheck));
        currentIndex++;
    }
    return null;
}

public List<Group> getNeighbors(List<Group> excludeGroups){
    //Get non-excluded neighbors
    List<Group> returnNeighbors = new ArrayList<Group>();
    for(Group neighbor : neighbors){
        boolean includeGroup = true;
        for(Group excludeGroup : excludeGroups){
            if(excludeGroup.equals(neighbor)){
                includeGroup = false;
                break;
            }
        }
        if(includeGroup){
            returnNeighbors.add(neighbor);
        }
    }
    return returnNeighbors;
}

注意：如果您仍然决定使用多线程，我建议使用一个公共对象来存储所有线程都可以访问的搜索信息。这将指定已检查的组（因此您不会两次检查同一组）以及是否找到所需的供应（因此您可以停止检查资源）

Answer 2

我无法理解第二个要求，但对于第一个要求，这里有一个可能的方法。但在此之前，从技术上讲，您的进程并不是完全受CPU限制的，它也是受I/O限制的（网络）。因此，请不要假设使其多线程将提供所需的加速你正在寻找。我假设您的开发环境是单处理器和单核，但您的部署环境可能不是

回到建议上来。我将创建一个GroupPool类，它有一个线程池，可以查找信息。线程数将通过运行时配置参数进行配置。您可以创建一个工厂类，该类从配置文件中读取此参数，并创建一个可运行对象池

每个对象表示到相邻节点的一个连接。[TODO]您没有提到是否希望在供应商节点上递归，即如果在供应商节点中找不到信息，是否要搜索供应商、供应商的供应商等。如果是这样，您将遇到周期检测问题。一旦这些线程对象搜索并找到信息，它们就会更新factory对象上的信号量（您可能希望将其移动到一个单独的对象，因为这将是一个更好的设计），并发送供应商id（请参阅，单独的对象是有意义的）

您可以为这个修改过的信号量设置一个侦听器，一旦值发生变化，您就知道找到了您的信息并从该对象获取了供应商id。获得信息后，可以向线程池发送通知，关闭可运行对象，因为您已经找到了信息

根据您是否正在寻找二进制答案（查找数据，任何供应商都可以），如果您希望递归，上述问题的复杂性将增加

希望这有助于您尝试为您的问题设计结构

Answer 3

由于存在CPU受限的问题，因此要使用的最佳线程数可能是您拥有的内核数。我会确保每个线程都有大约100微秒的工作时间，否则你会发现你有比有用的工作更多的超负荷工作。e、 g.您可能会发现搜索10K节点大约需要100个us工作。如果不小心，多线程应用程序可能比单线程应用程序慢很多倍

因此，我会找到一种方法来划分工作，这样每个线程大约有1K到100K个节点，并将并发性限制在现有的核心数量上