Java NIO PipeとBlockingQueue

Question

スレッド間でデータを渡すために設計されたNIO機能のJava NIO Pipeがあることが判明しました。 ArrayBlockingQueueなどのキューを通過する従来のメッセージよりも、このメカニズムを使用する利点はありますか？

Answer 1

通常、別のスレッドのデータを処理する最も簡単な方法は、ExecutorServiceを使用することです。これは、キューとスレッドプール（1つのスレッドを持つことができる）の両方をまとめます。

NIOチャネルをサポートするライブラリがある場合、パイプを使用できます。 ByteBuffersのデータをスレッド間で渡したい場合にも便利です。

それ以外の場合は、通常、単純/より高速のArrayBlockingQueueを使用します。

スレッド間でデータをやり取りする方が速い場合は、Exchangerを参照することをお勧めしますが、ArrayBlockingQueueとは一般的な目的ではありません。

The Exchanger and GC-less Java

Answer 2

私はそれは非常に可能性が舞台裏でコルーチンを用いて実施することもできるよう、パイプが良く、待ち時間を持つことになりますと仮定します。したがって、プロデューサは、スレッドスケジューラが決定したときではなく、データが利用可能であるときに消費者に即座に結果を返す。

一般的に、パイプは消費者生産者の問題を表しており、このように実装されている可能性が高く、両方のスレッドが協調して外部で先取りされることはありません。

Answer 3

NIO Pipeは、スレッドセーフな方法でセレクタループ内のチャンネルにデータを送信できるように設計されていると思います。つまり、スレッドはパイプに書き込むことができ、データは他のスレッドで処理されます。パイプの極端な部分がセレクタループの内側にあります。パイプに書き込むときは、反対側のチャンネルを読みやすくします。

Answer 4

パイプ（check here）に多くの問題があった後、NIOパイプで非ブロッキング並行キューを優先することに決めました。だから私はJavaのConcurrentLinkedQueueのベンチマークを行った。以下を参照してください：

public static void main(String[] args) throws Exception { 

    ConcurrentLinkedQueue<String> queue = new ConcurrentLinkedQueue<String>(); 

    // first test nothing: 

    for (int j = 0; j < 20; j++) { 

     Benchmarker bench = new Benchmarker(); 

     String s = "asd"; 

     for (int i = 0; i < 1000000; i++) { 
      bench.mark(); 
      // s = queue.poll(); 
      bench.measure(); 
     } 

     System.out.println(bench.results()); 

     Thread.sleep(100); 
    } 

    System.out.println(); 

    // first test empty queue: 

    for (int j = 0; j < 20; j++) { 

     Benchmarker bench = new Benchmarker(); 

     String s = "asd"; 

     for (int i = 0; i < 1000000; i++) { 
      bench.mark(); 
      s = queue.poll(); 
      bench.measure(); 
     } 

     System.out.println(bench.results()); 

     Thread.sleep(100); 
    } 

    System.out.println(); 

    // now test polling one element on a queue with size one 

    for (int j = 0; j < 20; j++) { 

     Benchmarker bench = new Benchmarker(); 

     String s = "asd"; 
     String x = "pela"; 

     for (int i = 0; i < 1000000; i++) { 
      queue.offer(x); 
      bench.mark(); 
      s = queue.poll(); 
      bench.measure(); 
      if (s != x) throw new Exception("bad!"); 
     } 

     System.out.println(bench.results()); 

     Thread.sleep(100); 
    } 

    System.out.println(); 

    // now test polling one element on a queue with size two 

    for (int j = 0; j < 20; j++) { 

     Benchmarker bench = new Benchmarker(); 

     String s = "asd"; 
     String x = "pela"; 

     for (int i = 0; i < 1000000; i++) { 
      queue.offer(x); 
      queue.offer(x); 
      bench.mark(); 
      s = queue.poll(); 
      bench.measure(); 
      if (s != x) throw new Exception("bad!"); 
      queue.poll(); 
     } 

     System.out.println(bench.results()); 

     Thread.sleep(100); 
    } 
} 

結果：

totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=85000, avgTime=58.61 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=5281000, avgTime=63.35 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=725000, avgTime=59.71 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=25000, avgTime=58.13 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=378000, avgTime=58.45 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=15000, avgTime=57.71 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=170000, avgTime=58.11 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=1495000, avgTime=59.87 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=232000, avgTime=63.0 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=184000, avgTime=57.89 (times in nanos) 

totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=2600000, avgTime=65.22 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=850000, avgTime=60.5 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=150000, avgTime=63.83 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=43000, avgTime=59.75 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=276000, avgTime=60.02 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=457000, avgTime=61.69 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=204000, avgTime=60.44 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=154000, avgTime=63.67 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=355000, avgTime=60.75 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=338000, avgTime=60.44 (times in nanos) 

totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=345000, avgTime=110.93 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=396000, avgTime=100.32 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=298000, avgTime=98.93 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=1891000, avgTime=101.9 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=254000, avgTime=103.06 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=1894000, avgTime=100.97 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=230000, avgTime=99.21 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=348000, avgTime=99.63 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=922000, avgTime=99.53 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=168000, avgTime=99.12 (times in nanos) 

totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=686000, avgTime=107.41 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=320000, avgTime=95.58 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=248000, avgTime=94.94 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=217000, avgTime=95.01 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=159000, avgTime=93.62 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=155000, avgTime=95.28 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=106000, avgTime=98.57 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=370000, avgTime=95.01 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=1836000, avgTime=96.21 (times in nanos) 
totalLogs=1000000, minTime=0, maxTime=212000, avgTime=98.62 (times in nanos) 

結論：

MAXTIMEは怖いことができますが、私は我々が50のnanos値であると結論しても安全だと思うポーリング同時の範囲はキュー。