Последовательное vs параллельное выполнение (sequential vs parallel)

@TuXoH9 · Регистрация: 17.11.2014

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте! Решил провести тесты на скорость выполнения между последовательным и параллельным выполнением. В качестве алгоритма - умножение матрицы на число. Вот код:

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
import java.util.Scanner;
 
public class Testing {
    int[][] resultParallel;
    public Testing(int size){
        this.resultParallel = new int[size][size];
    }
 
    public static int[][] multiply(int number, int[][] matrix){
        int n = matrix.length;
        int[][] result = new int[n][n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                result[i][j] = matrix[i][j] * number;
            }
        }
        return result;
    }
 
    public static void print(int matrix[][]){
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
                System.out.print(matrix[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
 
    class MyThread extends Thread{
        int size;
        int number;
        int[] array;
        int[] result;
        public MyThread(int size, int number, int[] array){
            this.size = size;
            this.number = number;
            this.array = array;
            this.result = new int[size];
        }
        public void run(){
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                result[i] = array[i] * number;
            }
        }
    }
    public void makeItParallel(int size, int number, int[][] matrix){
 
        MyThread[] array = new MyThread[size];
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            array[i] = new MyThread(size, number, matrix[i]);
        }
        long startP = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            array[i].start();
        }
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            try {
                array[i].join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        long endP = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Duration of parallel is: "+(endP - startP));
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            resultParallel[i] = array[i].result;
        }
 
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Enter size");
        int size = s.nextInt();
        System.out.println("Enter number");
        int number = s.nextInt();
 
        int[][] matrix = new int[size][size];
 
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            for (int j = 0; j < size; j++) {
                matrix[i][j] = (int)Math.round(Math.random()*100);
            }
        }
        long start = System.currentTimeMillis();
        int[][] result = multiply(number, matrix);
        long end = System.currentTimeMillis();
//        System.out.println("Sequential:");
//        print(result);
        System.out.println("Duration of sequential is: "+ (end - start));
 
        Testing t = new Testing(size);
        t.makeItParallel(size, number, matrix);
//        System.out.println("Parallel:");
//        print(t.resultParallel);
    }
}

Теоретически параллельная версия должна быть быстрее, но в данной программе это не так. Например для размерности 300 последовательная выполняется за 2мс, а параллельная - 59 мс. Помогите пожалуйста разобраться, что не так. Заранее спасибо!

@UnsKneD · 27.10.2015, 06:31

1. 300 потоков за один раз не выполняются, есть оптимальное количество потоков для каждого процессора своё, это не большое число, для двухъядерного цп это 2-4 в зависимости от технологий.
Имеет смысл разбить матрицу на блоки, и обработать каждый блок в отдельном потоке.

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
import java.util.Scanner;
 
public class Testing {
    int[][] resultParallel;
    public Testing(int size){
        this.resultParallel = new int[size][size];
    }
 
    public static int[][] multiply(int number, int[][] matrix){
        int n = matrix.length;
        int[][] result = new int[n][n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                result[i][j] = matrix[i][j] * number;
            }
        }
        return result;
    }
 
    public static void print(int matrix[][]){
        for (int i = 0; i < matrix.length; i++) {
            for (int j = 0; j < matrix.length; j++) {
                System.out.print(matrix[i][j]+"\t");
            }
            System.out.println();
        }
    }
 
    static class MyThread extends Thread{
        int start;
        int n;
        int m;
        int number;
        int[][] array;
        int[][] result;
        public MyThread(int start, int n, int m, int number, int[][] array){
            this.start = start;
            this.n = n;
            this.m = m;
            this.number = number;
            this.array = array;
            this.result = new int[n][m];
        }
        public void run(){
            for (int i = start; i < n; i++) {
                for (int j = 0; j < m; j++) {
                    result[i][j] = array[i][j] * number;
                }
            }
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        System.out.println("Enter size");
        int size = s.nextInt();
        System.out.println("Enter number");
        int number = s.nextInt();
 
        int[][] matrix = new int[size][size];
 
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            for (int j = 0; j < size; j++) {
                matrix[i][j] = (int)Math.round(Math.random()*100);
            }
        }
 
 
        long start = System.currentTimeMillis();
        int[][] result = multiply(number, matrix);
        long end = System.currentTimeMillis();
 
        System.out.println("Duration of sequential is: "+ (end - start));
 
        start = System.currentTimeMillis();
        MyThread[] mt = new MyThread[4];
        mt[0] = new MyThread(0,size/4,size,number,matrix);
        mt[1] = new MyThread(0,size/4,size,number,matrix);
        mt[2] = new MyThread(0,size/4,size,number,matrix);
        mt[3] = new MyThread(0,size/4,size,number,matrix);
 
        mt[0].start();
        mt[1].start();
        mt[2].start();
        mt[3].start();
 
        try {
            mt[0].join();
            mt[1].join();
            mt[2].join();
            mt[3].join();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        end = System.currentTimeMillis();
 
        System.out.println("Duration of paralell is: "+ (end - start));
    }
}

Примерно так. Результат заметен с 10000х10000 элементов. Кстати для матриц есть свои алгоритмы параллельной обработки.

Так же значительное время тратится на создание потока.

@TuXoH9 · 27.10.2015, 13:50 **[ТС]**

То есть, для максимального быстродействия количество потоков должно соответствовать количеству ядер, я правильно понял?

Так же значительное время тратится на создание потока.

Но ведь в моем коде замеры времени делаются после создания всех потоков(объектов наследников Thread).

@UnsKneD · 27.10.2015, 13:54

Сообщение от TuXoH9

То есть, для максимального быстродействия количество потоков должно соответствовать количеству ядер, я правильно понял?

Да.

Сообщение от TuXoH9

Но ведь в моем коде замеры времени делаются после создания всех потоков

я не про ваш код. а вообще.

@TuXoH9 · 27.10.2015, 15:28 **[ТС]**

Теперь более менее понятно. Действительно при распараллеливании на 4 потока все работает. Огромное спасибо за помощь =)

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
Философия технологии iceja 01.02.2026 На мой взгляд у человека в технических проектах остается роль генерального директора. Все остальное нейронки делают уже лучше человека. Они не могут нести предпринимательские риски, не могут. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Вывод текста со шрифтом TTF с помощью SDL3_ttf 8Observer8 01.02.2026 Содержание блога В этой пошаговой инструкции создадим с нуля веб-приложение, которое выводит текст в окне браузера. Запустим на Android на локальном сервере. Загрузим Release на бесплатный. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Сборка C/C++ проекта из консоли 8Observer8 30.01.2026 Содержание блога Если вы откроете примеры для начинающих на официальном репозитории SDL3 в папке: examples, то вы увидите, что все примеры используют следующие четыре обязательные функции, а. . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Установка Emscripten SDK (emsdk) и CMake для сборки C и C++ приложений в Wasm 8Observer8 30.01.2026 Содержание блога Для того чтобы скачать Emscripten SDK (emsdk) необходимо сначало скачать и уставить Git: Install for Windows. Следуйте стандартной процедуре установки Git через установщик. . . .
SDL3 для Android: Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 29.01.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами. Версия v3 была полностью переписана на Си, в. . .	Инструменты COM: Сохранение данный из VARIANT в файл и загрузка из файла в VARIANT bedvit 28.01.2026 Сохранение базовых типов COM и массивов (одномерных или двухмерных) любой вложенности (деревья) в файл, с возможностью выбора алгоритмов сжатия и шифрования. Часть библиотеки BedvitCOM Использованы. . .	SDL3 для Android: Загрузка PNG с альфа-каналом с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 28.01.2026 Содержание блога SDL3 имеет собственные средства для загрузки и отображения PNG-файлов с альфа-каналом и базовой работы с ними. В этой инструкции используется функция SDL_LoadPNG(), которая. . .	SDL3 для Android: Загрузка PNG с альфа-каналом с помощью SDL3_image 8Observer8 27.01.2026 Содержание блога SDL3_image - это библиотека для загрузки и работы с изображениями. Эта пошаговая инструкция покажет, как загрузить и вывести на экран смартфона картинку с альфа-каналом, то есть с. . .

@TuXoH9 0 / 0 / 0 Регистрация: 17.11.2014 Сообщений: 3
	27.10.2015, 15:28 [ТС]
	Теперь более менее понятно. Действительно при распараллеливании на 4 потока все работает. Огромное спасибо за помощь =) 0