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Sequential vs Parallel programming

Confrontiamo i tempi di esecuzione e le prestazioni di uno Stream sequenziale con quelli di uno Stream parallelo.
Confrontiamo i tempi di esecuzione e le prestazioni di uno Stream sequenziale con quelli di uno Stream parallelo.
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Abbiamo accennato al fatto che gli Stream possono essere sequenziali o paralleli, ed abbiamo visto esempi di Stream sequenziali. Le operazioni su Stream sequenziali sono realizzate attraverso un singolo Thread, mentre gli Stream paralleli eseguono operazioni attraverso un insieme di Thread concorrenti.

Iniziamo con il vedere un semplice esempio didattico che confronta le prestazioni di uno Stream sequenziale con uno parallelo attraverso l'operazione di ordinamento di una lista di interi realizzata utilizzando un ArrayList:

ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<Integer>();
for(int i=MAX; i>=1; i--) {
	integers.add(i);
}

Proseguiamo definendo il codice per uno Stream sequenziale di ordinamento degli interi presenti nella lista:

long start = System.nanoTime();
integers.stream().sorted();
long end = System.nanoTime();
System.out.println("Sequential sort time:"+(end-start));

Siamo interessati a valutare il tempo impiegato dagli Stream per eseguire l'operazione di ordinamento, quindi calcoliamo gli istanti di tempo che precedono e seguono l'operazione applicata allo Stream. Uno Stream parallelo si realizza utilizzando il metodo parallelStream() al posto del metodo stream():

start = System.nanoTime();
integers.parallelStream().sorted();
end = System.nanoTime();
System.out.println("Parallel sort time:"+(end-start));

Se eseguiamo il codice nel main di una classe Java notiamo la stampa di tempi simili ai seguenti:

Sequential sort time:6377809
Parallel sort time:97463

Questo risultato mostra che esistono situazioni in cui possiamo realizzare un'operazione con un costo di tempo notevolmente inferiore utilizzando uno Stream parallelo, anche se gli Stream paralleli non offrono sempre migliori performance.

Come ulteriore esempio di confronto Stream sequenziale-parallelo, consideriamo un caso nel quale abbiamo la necessità di inviare
in modo massivo delle email e supponiamo che il quantitativo di email sia dell'ordine di diverse migliaia. Creiamo
all'interno della classe dimostrativa una classe privata che simuli in modo molto semplice un MailSender, desideriamo
soltanto che il suo metodo sendMail() perda del tempo simulando l'invio di una mail:

private  static class MailSender {
	private static void sendMail(String address) {
		int i=10000;
		while(i>=1) i--;
	}
}

Successivamente creaimo un'ArrayList di stringhe che contenga ipotetici indirizzi mail:

ArrayList<String> mails = new ArrayList<String>();
for(int i=MAX; i>=1; i--) {
		mails.add("Mail"+i);
}

Definiamo quindi uno Stream sequenziale per l'invio delle mail:

long start = System.nanoTime();
mails.stream().forEach(MailSender::sendMail);
long end = System.nanoTime();
System.out.println("Sequential sort time:"+(end-start));

ed uno equivalente che sfrutta il parallelismo:

start = System.nanoTime();
mails.parallelStream().forEach(MailSender::sendMail);
end = System.nanoTime();
System.out.println("Parallel sort time:"+(end-start));

Se eseguiamo l'applicazione demo otteniamo sulla console di output la stampa di valori simili ai seguenti:

Sequential sort time:152922649
Parallel sort time:75702713

Ancora una volta notiamo un comportamento più performante affrontando il problema attraverso l'uso di uno Stream parallelo.

Concludiamo il capitolo con una rapida digressione verso le Mappe che, come detto in precedenza, non supportano gli Stream. Le mappe
sono state dotate di nuovi ed utili metodi per il supporto alle operazioni più comuni. Ad esempio possiamo inserire un elemento in una mappa
se questo non è presente attraverso una singola istruzione evitando test di verifica preliminare:

Map<Integer, String> map = new HashMap<>();
map.putIfAbsent(1, "NewValue");

Eseguire funzioni sugli elementi di una mappa:

map.computeIfPresent(1, (num, val) -> val + num);

Che aggiorna il valore stringa a NewValue1 per l'elemento
di chiave 1. Oppure iterare su una Mappa attraverso una singola istruzione:

map.forEach((id, val) -> System.out.println(val));


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