Nguyên tắc cơ bản về đa luồng

Tối ưu hóa mã trong Java

Pavlos Kosmetatos

Lead Engineer @Wealthyhood

Thực thi tuần tự vs song song

Xử lý tuần tự -> thao tác chạy lần lượt
Xử lý song song -> nhiều thao tác chạy đồng thời

Cách hoạt động?

CPU hiện đại có nhiều lõi
Thread: đơn vị thực thi nhỏ nhất
Đa luồng phân phối công việc lên các lõi này

Xử lý đơn luồng như đường một làn: xe phải nối đuôi. Đa luồng như nhiều làn: xe chạy song song.

Dùng thread

Lớp Thread cho phép tạo đường thực thi mới
Mỗi Thread có thể chạy độc lập

Runnable task = () -> {
    System.out.println("Processing on thread: " + 
                       Thread.currentThread().getName());
};

Thread thread = new Thread(task);
thread.start();

Processing on thread: Thread-0

Làm việc với nhiều thread

List<Thread> threads = new ArrayList<Thread>();
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    Thread thread = new Thread(() -> System.out.println("Processing data on Thread-" + i));
    threads.add(thread);
    thread.start();
}

for (Thread t : threads) {
    t.join(); // Waits for all threads to complete
}

// Processing data on Thread-0
// Processing data on Thread-2
// Processing data on Thread-1
// Processing data on Thread-3

Parallel Stream

Stream - tính năng Java 8+ cho song song hóa đơn giản
Tự động tạo và quản lý thread
Hai cách tạo:
- collection.parallelStream()
- Stream.of(...).parallel()

Ví dụ về Parallel Stream

// Sequential processing
List<Integer> result1 = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
    result1.add(numbers.get(i) * 2);
}

// Sequential processing with stream
List<Integer> result2 = numbers.stream()
    .map(n -> n * 2)
    .collect(Collectors.toList());


// Parallel processing with parallel stream
List<Integer> result3 = numbers.parallelStream()
    .map(n -> n * 2)
    .collect(Collectors.toList());

Khi nào dùng xử lý song song

Tác vụ nặng CPU
Xử lý dữ liệu độc lập
Tập dữ liệu lớn
Số lõi CPU khả dụng > 1
Chi phí song song hóa có thể không đáng với:
- Tập dữ liệu nhỏ
- Tác vụ đơn giản

Tóm tắt

Lớp Thread để tạo luồng thực thi song song
Parallel Stream để đơn giản hóa xử lý bộ sưu tập
Lợi ích phụ thuộc vào:
- Loại khối lượng công việc
- Kích thước dữ liệu
- Số lõi khả dụng

Ayo berlatih!

Tối ưu hóa mã trong Java