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root/jsr166/jsr166/src/test/loops/ProducerConsumerLoops.java
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Comparing jsr166/src/test/loops/ProducerConsumerLoops.java (file contents):
Revision 1.1 by dl, Mon May 2 19:19:38 2005 UTC vs.
Revision 1.5 by jsr166, Wed Sep 1 07:47:27 2010 UTC

# Line 1 | Line 1
1   /*
2 * @test
3 * @synopsis  multiple producers and consumers using blocking queues
4 */
5 /*
2   * Written by Doug Lea with assistance from members of JCP JSR-166
3 < * Expert Group and released to the public domain. Use, modify, and
4 < * redistribute this code in any way without acknowledgement.
3 > * Expert Group and released to the public domain, as explained at
4 > * http://creativecommons.org/licenses/publicdomain
5   */
6  
7 + import java.util.*;
8   import java.util.concurrent.*;
9 + //import jsr166y.*;
10  
11   public class ProducerConsumerLoops {
12 <    static final int CAPACITY =      100;
13 <
12 >    static final int NCPUS = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
13 >    static final Random rng = new Random();
14      static final ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
15      static boolean print = false;
16      static int producerSum;
# Line 30 | Line 28 | public class ProducerConsumerLoops {
28              throw new Error("CheckSum mismatch");
29      }
30  
31 +    // Number of elements passed around -- must be power of two
32 +    // Elements are reused from pool to minimize alloc impact
33 +    static final int POOL_SIZE = 1 << 7;
34 +    static final int POOL_MASK = POOL_SIZE-1;
35 +    static final Integer[] intPool = new Integer[POOL_SIZE];
36 +    static {
37 +        for (int i = 0; i < POOL_SIZE; ++i)
38 +            intPool[i] = Integer.valueOf(i);
39 +    }
40 +
41 +    // Number of puts by producers or takes by consumers
42 +    static final int ITERS = 1 << 20;
43 +
44 +    // max lag between a producer and consumer to avoid
45 +    // this becoming a GC test rather than queue test.
46 +    // Used only per-pair to lessen impact on queue sync
47 +    static final int LAG_MASK = (1 << 12) - 1;
48 +
49      public static void main(String[] args) throws Exception {
50 <        int maxPairs = 100;
35 <        int iters = 100000;
50 >        int maxPairs = NCPUS * 3 / 2;
51  
52 <        if (args.length > 0)
52 >        if (args.length > 0)
53              maxPairs = Integer.parseInt(args[0]);
54  
55 <        print = false;
41 <        System.out.println("Warmup...");
42 <        oneTest(1, 10000);
43 <        Thread.sleep(100);
44 <        oneTest(2, 10000);
45 <        Thread.sleep(100);
46 <        oneTest(2, 10000);
47 <        Thread.sleep(100);
55 >        warmup();
56          print = true;
49        
57          int k = 1;
58          for (int i = 1; i <= maxPairs;) {
59              System.out.println("Pairs:" + i);
60 <            oneTest(i, iters);
54 <            Thread.sleep(100);
60 >            oneTest(i, ITERS);
61              if (i == k) {
62                  k = i << 1;
63                  i = i + (i >>> 1);
64 <            }
65 <            else
64 >            }
65 >            else
66                  i = k;
67          }
68          pool.shutdown();
69 <   }
69 >    }
70  
71 <    static void oneTest(int pairs, int iters) throws Exception {
72 <        int fairIters = iters/20;
71 >    static void warmup() throws Exception {
72 >        print = false;
73 >        System.out.print("Warmup ");
74 >        int it = 2000;
75 >        for (int j = 5; j > 0; --j) {
76 >            oneTest(j, it);
77 >            System.out.print(".");
78 >            it += 1000;
79 >        }
80 >        System.gc();
81 >        it = 20000;
82 >        for (int j = 5; j > 0; --j) {
83 >            oneTest(j, it);
84 >            System.out.print(".");
85 >            it += 10000;
86 >        }
87 >        System.gc();
88 >        System.out.println();
89 >    }
90 >
91 >    static void oneTest(int n, int iters) throws Exception {
92 >        int fairIters = iters/16;
93 >
94 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
95          if (print)
96 <            System.out.print("ArrayBlockingQueue      ");
97 <        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(CAPACITY), pairs, iters);
96 >            System.out.print("LinkedTransferQueue     ");
97 >        oneRun(new LinkedTransferQueue<Integer>(), n, iters);
98  
99 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
100          if (print)
101              System.out.print("LinkedBlockingQueue     ");
102 <        oneRun(new LinkedBlockingQueue<Integer>(CAPACITY), pairs, iters);
102 >        oneRun(new LinkedBlockingQueue<Integer>(), n, iters);
103  
104 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
105 +        if (print)
106 +            System.out.print("LinkedBlockingQueue(cap)");
107 +        oneRun(new LinkedBlockingQueue<Integer>(POOL_SIZE), n, iters);
108 +
109 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
110          if (print)
111              System.out.print("LinkedBlockingDeque     ");
112 <        oneRun(new LinkedBlockingDeque<Integer>(CAPACITY), pairs, iters);
112 >        oneRun(new LinkedBlockingDeque<Integer>(), n, iters);
113  
114 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
115 +        if (print)
116 +            System.out.print("ArrayBlockingQueue      ");
117 +        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(POOL_SIZE), n, iters);
118 +
119 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
120          if (print)
121              System.out.print("SynchronousQueue        ");
122 <        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(), pairs, iters);
122 >        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(), n, iters);
123 >
124  
125 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
126          if (print)
127              System.out.print("SynchronousQueue(fair)  ");
128 <        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(true), pairs, fairIters);
128 >        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(true), n, iters);
129 >
130 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
131 >        if (print)
132 >            System.out.print("LinkedTransferQueue(xfer)");
133 >        oneRun(new LTQasSQ<Integer>(), n, iters);
134 >
135 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
136 >        if (print)
137 >            System.out.print("LinkedTransferQueue(half)");
138 >        oneRun(new HalfSyncLTQ<Integer>(), n, iters);
139  
140 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
141          if (print)
142              System.out.print("PriorityBlockingQueue   ");
143 <        oneRun(new PriorityBlockingQueue<Integer>(), pairs, fairIters);
143 >        oneRun(new PriorityBlockingQueue<Integer>(), n, fairIters);
144  
145 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
146          if (print)
147              System.out.print("ArrayBlockingQueue(fair)");
148 <        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(CAPACITY, true), pairs, fairIters);
148 >        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(POOL_SIZE, true), n, fairIters);
149  
150      }
151 <    
151 >
152      static abstract class Stage implements Runnable {
153          final int iters;
154          final BlockingQueue<Integer> queue;
155          final CyclicBarrier barrier;
156 <        Stage (BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, int iters) {
157 <            queue = q;
156 >        final Phaser lagPhaser;
157 >        Stage(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, Phaser s, int iters) {
158 >            queue = q;
159              barrier = b;
160 +            lagPhaser = s;
161              this.iters = iters;
162          }
163      }
164  
165      static class Producer extends Stage {
166 <        Producer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, int iters) {
167 <            super(q, b, iters);
166 >        Producer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, Phaser s,
167 >                 int iters) {
168 >            super(q, b, s, iters);
169          }
170  
171          public void run() {
172              try {
173                  barrier.await();
174 <                int s = 0;
175 <                int l = hashCode();
174 >                int ps = 0;
175 >                int r = hashCode();
176                  for (int i = 0; i < iters; ++i) {
177 <                    l = LoopHelpers.compute4(l);
178 <                    queue.put(new Integer(l));
179 <                    s += LoopHelpers.compute4(l);
177 >                    r = LoopHelpers.compute7(r);
178 >                    Integer v = intPool[r & POOL_MASK];
179 >                    int k = v.intValue();
180 >                    queue.put(v);
181 >                    ps += k;
182 >                    if ((i & LAG_MASK) == LAG_MASK)
183 >                        lagPhaser.arriveAndAwaitAdvance();
184                  }
185 <                addProducerSum(s);
185 >                addProducerSum(ps);
186                  barrier.await();
187              }
188 <            catch (Exception ie) {
189 <                ie.printStackTrace();
190 <                return;
188 >            catch (Exception ie) {
189 >                ie.printStackTrace();
190 >                return;
191              }
192          }
193      }
194  
195      static class Consumer extends Stage {
196 <        Consumer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, int iters) {
197 <            super(q, b, iters);
196 >        Consumer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, Phaser s,
197 >                 int iters) {
198 >            super(q, b, s, iters);
199          }
200  
201          public void run() {
202              try {
203                  barrier.await();
204 <                int l = 0;
142 <                int s = 0;
204 >                int cs = 0;
205                  for (int i = 0; i < iters; ++i) {
206 <                    l = LoopHelpers.compute4(queue.take().intValue());
207 <                    s += l;
206 >                    Integer v = queue.take();
207 >                    int k = v.intValue();
208 >                    cs += k;
209 >                    if ((i & LAG_MASK) == LAG_MASK)
210 >                        lagPhaser.arriveAndAwaitAdvance();
211                  }
212 <                addConsumerSum(s);
212 >                addConsumerSum(cs);
213                  barrier.await();
214              }
215 <            catch (Exception ie) {
216 <                ie.printStackTrace();
217 <                return;
215 >            catch (Exception ie) {
216 >                ie.printStackTrace();
217 >                return;
218              }
219          }
220  
221      }
222  
223 <    static void oneRun(BlockingQueue<Integer> q, int npairs, int iters) throws Exception {
223 >    static void oneRun(BlockingQueue<Integer> q, int n, int iters) throws Exception {
224          LoopHelpers.BarrierTimer timer = new LoopHelpers.BarrierTimer();
225 <        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(npairs * 2 + 1, timer);
226 <        for (int i = 0; i < npairs; ++i) {
227 <            pool.execute(new Producer(q, barrier, iters));
228 <            pool.execute(new Consumer(q, barrier, iters));
225 >        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(n * 2 + 1, timer);
226 >        for (int i = 0; i < n; ++i) {
227 >            Phaser s = new Phaser(2);
228 >            pool.execute(new Producer(q, barrier, s, iters));
229 >            pool.execute(new Consumer(q, barrier, s, iters));
230          }
231          barrier.await();
232          barrier.await();
233          long time = timer.getTime();
234          checkSum();
235          if (print)
236 <            System.out.println("\t: " + LoopHelpers.rightJustify(time / (iters * npairs)) + " ns per transfer");
236 >            System.out.println("\t: " + LoopHelpers.rightJustify(time / (iters * n)) + " ns per transfer");
237 >    }
238 >
239 >    static final class LTQasSQ<T> extends LinkedTransferQueue<T> {
240 >        LTQasSQ() { super(); }
241 >        public void put(T x) {
242 >            try { super.transfer(x);
243 >            } catch (InterruptedException ex) { throw new Error(); }
244 >        }
245      }
246  
247 +    static final class HalfSyncLTQ<T> extends LinkedTransferQueue<T> {
248 +        int calls;
249 +        HalfSyncLTQ() { super(); }
250 +        public void put(T x) {
251 +            if ((++calls & 1) == 0)
252 +                super.put(x);
253 +            else {
254 +                try { super.transfer(x);
255 +                } catch (InterruptedException ex) {
256 +                    throw new Error();
257 +                }
258 +            }
259 +        }
260 +    }
261   }

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