Uso de hilos en Java(parte 2)

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Anteriormente hemos visto:

Ejecución secuencial.
Uso de concurrencia heredando de la clase Thread e implementar la interfaz Runnable

Ahora veremos:

Particionamiento del trabajo entre los hilos.
Comparación del tiempo de la ejecución secuencial vs la ejecución paralela.

En el tutorial anterior os mostré un ejemplo de 4 hilos que imprimían un saludo, en este tutorial vamos a ver cómo sacar beneficio de la creación de hilos, para ello tomemos este ejemplo:

public class secuencial {

  public static int sumatorio(int n) {
    int resultado = 0;for (int i = 0; i < n; ++i) {
      resultado += i;
    }
    return resultado;
  }

  public static void main(String[] args) {
    /*
     * Este es un ejemplo de ejecución secuencial. Tendremos solo UN proceso para la
     * toda la ejecución del programa.
     */
    long vector[] = new long[N];int N = 200000;
    vector = new long[N];// Calculo del sumatorio de cada indice y guardado en el vector.
    long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < vector.length; ++i) {
      vector[i] = sumatorio(i);
    }
    long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("Elapsed time = " + (end - start));
  }
}

En este caso la ejecución de este programa será realizada solo por un hilo(el principal), este hilo tendra que realizar N iteraciones del bucle for(además de las llamadas a la función sumatorio que esto supone), ahora si creamos más hilos podremos dividir la carga de trabajo, ya que podríamos indicarles que cada hilo se encargue de asignar valores a una parte(distinta) del vector, de esto se trata el particionamiento del trabajo. En el siguiente código os voy a mostrar un ejemplo un código(Principal) que utiliza una clase(Hilo) que herenda de Thread:

public class Principal {
  // Esta clase se encargara de utilizar la clase Hilo que hemos definido
  public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    int numeroHilos = 4;
    Hilo[] hilos = new Hilo[numeroHilos];int tam = 20000;
    long[] vector = new long[tam];// Para obtener un intervalo distinto en cada hilo se utilizaran las siguiente// variables auxiliares, fijate que el primer intervalo esta definido asi [0,// elementosPorHilo).int elementosPorHilo = tam / numeroHilos;int inicio = 0, fin = elementosPorHilo;for (int i = 0; i < numeroHilos; i++) {
      hilos[i] = new Hilo(inicio, fin, vector);
      inicio = fin; // El inicio del siguiente hilo sera el fin del anterior, asi conseguimos que// cada uno procese una zona distinta.
      fin = fin + elementosPorHilo; // Actualizar el fin acorde al inicio.
    }
    // Ahora lanzamos la ejecución de los hilos, en el caso de heredar de Thread se// llama a start() directamente.
    long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < numeroHilos; i++) {
      hilos[i].start();
    }
    // Ahora hay que ESPERAR a que terminen su procesamiento, para eso usamos el// método join() heredado de la clase thread.for (int i = 0; i < numeroHilos; i++) {
      hilos[i].join();
    }
    long end = System.currentTimeMillis();System.out.println("Elapsed time for a size = " + tam + " with 4 threads = " + (end - start));
  }
}

publicclassHiloextendsThread{

  privateint inicio, fin;
  privatelong[] referencia;

  publicHilo(int inicio, int fin, long[] referencia){
    // En el ctor. indicamos el intervalo[inicio, fin) que procesara cada hilothis.inicio = inicio;
    this.fin = fin;
    this.referencia = referencia;
  }

  publicvoidrun(){
    // Este método es el que se ejecutará tras haber usado start()for (int i = this.inicio; i < this.fin; i++) {
      // Con este bucle denotamos las iteraciones que debe realizar cada hilo.
      referencia[i] = sumatorio(i);
    }
  }

  publicintsumatorio(int n){
    int resultado = 0;
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      resultado += i;
    }
    return resultado;
  }
}