Java多線程渲染，如何優化

我正在研究分形渲染軟件。基本設置是我有一個很大的二維數組（圖片），其中值遞增。Java多線程渲染，如何優化

簡單渲染過程是

while(iteration < maxIteration) { 
    update some pixel in array; 
}

這是愚蠢簡單parallellize;只需要幾個線程同時做到這一點，因爲每個線程將（很可能）同時使用不同的像素，即使數組中存在更新衝突，這也沒有問題。 該陣列在線程之間共享！

然而，跟蹤做iteratins總數的，我需要iteration 揮發，我懷疑減慢一點的代碼。

讓我感到困惑的是，我獲得了4線程和16線程的幾乎相同的速度，，我在一臺64核心的機器上運行這個程序，經過Runtime.getRuntime().availableProcessors()驗證。

一個問題是，我無法控制線程工作在陣列中的哪個位置，因此，問題可能是一個大案例緩存未命中？該陣列的尺寸爲全高清圖像：1920x1080x4長。

因此，我尋求可能的問題和解決方案，因爲我認爲這可能是一種常見的問題。

編輯：我試圖優化的代碼可用here（sourceforge）。類ThreadComputator表示一個線程，並且所有這些都會進行迭代。完成的迭代次數存儲在共享變量currentIteration, 中（在當前代碼中）在同步塊中增加。

所有線程都會寫入Histogram對象，該對象本質上是一個雙倍數組。寫這個並不需要是原子的，因爲覆蓋很少，並且容錯。

來源

2014-10-16 Per Alexandersson

爲什麼你不能控制每個線程工作的數組塊？這是一個常見的數據並行性（fork/join for one）問題，許多軟件產品已經解決這個問題。 – edharned 2014-10-16 17:44:07

因爲我實現了混沌遊戲算法。這意味着我需要處理的下一個像素取決於當前像素的非確定性。巨大的數組就像一個隨機過程的直方圖。想象一下，每個線程在陣列上擲飛鏢;如果我只考慮一個較小的部分，那麼所有其他投擲的飛鏢都將被浪費。沒有辦法「迫使」算法只對數組的一個子部分進行工作，而沒有對另一部分進行計算。 http://en.wikipedia.org/wiki/Chaos_game – 2014-10-16 18:33:04

你可能不應該使用易失性。我建議使用AtomicInteger（或AtomicLong）。 – ngreen 2014-10-16 20:21:30

我想你已經回答了你自己的問題。

Because I implement the chaos game algorithm. This means that the next pixel 
I need to work on depends non-deterministically on current pixel.

而且你的計算機上有一個存儲系統，它是功能上隨機存取的;但是，只有在本地化（在緩存頁面內）讀取和寫入時才能實現最快的性能。

我會重新實現你的算法，像這樣：

獲得所有所需寫入了「時刻」，將它們包裝在一個類/數據結構，使得它們可以訂購和分組通過內存頁面/緩存線。
生成需要訪問的內存頁列表。
將一個待訪問的內存頁面隨機分配給一個線程。
在該線程在另一個內存頁面上工作之前，運行該頁面的所有更新。

是的，它不會100％隨機;不過，您可以通過計算「寫入時間」並假定所有寫入在同一寫入時間內同時發生，從而緩解這種情況。它仍然會讓你的記憶非常糟糕，但至少它會摔打得更少。

來源

2014-10-17 14:59:09

Java多線程渲染，如何優化

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