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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 1.2 by dl, Mon Feb 19 00:46:06 2007 UTC vs.
Revision 1.13 by jsr166, Sat Dec 31 19:54:17 2016 UTC

# Line 1 | Line 1
1   /*
2   * Written by Doug Lea with assistance from members of JCP JSR-166
3   * Expert Group and released to the public domain, as explained at
4 < * http://creativecommons.org/licenses/publicdomain
4 > * http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
5   */
6  
7 < import java.util.concurrent.*;
7 > import java.util.concurrent.ArrayBlockingQueue;
8 > import java.util.concurrent.BlockingQueue;
9 > import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
10 > import java.util.concurrent.ExecutorService;
11 > import java.util.concurrent.Executors;
12 > import java.util.concurrent.LinkedBlockingDeque;
13 > import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;
14 > import java.util.concurrent.LinkedTransferQueue;
15 > import java.util.concurrent.Phaser;
16 > import java.util.concurrent.PriorityBlockingQueue;
17 > import java.util.concurrent.SynchronousQueue;
18  
19   public class ProducerConsumerLoops {
20 <    static final int CAPACITY =      100;
11 <
20 >    static final int NCPUS = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
21      static final ExecutorService pool = Executors.newCachedThreadPool();
22      static boolean print = false;
23      static int producerSum;
# Line 26 | Line 35 | public class ProducerConsumerLoops {
35              throw new Error("CheckSum mismatch");
36      }
37  
38 +    // Number of elements passed around -- must be power of two
39 +    // Elements are reused from pool to minimize alloc impact
40 +    static final int POOL_SIZE = 1 << 7;
41 +    static final int POOL_MASK = POOL_SIZE-1;
42 +    static final Integer[] intPool = new Integer[POOL_SIZE];
43 +    static {
44 +        for (int i = 0; i < POOL_SIZE; ++i)
45 +            intPool[i] = Integer.valueOf(i);
46 +    }
47 +
48 +    // Number of puts by producers or takes by consumers
49 +    static final int ITERS = 1 << 20;
50 +
51 +    // max lag between a producer and consumer to avoid
52 +    // this becoming a GC test rather than queue test.
53 +    // Used only per-pair to lessen impact on queue sync
54 +    static final int LAG_MASK = (1 << 12) - 1;
55 +
56      public static void main(String[] args) throws Exception {
57 <        int maxPairs = 100;
31 <        int iters = 100000;
57 >        int maxPairs = NCPUS * 3 / 2;
58  
59 <        if (args.length > 0)
59 >        if (args.length > 0)
60              maxPairs = Integer.parseInt(args[0]);
61  
62 <        print = false;
37 <        System.out.println("Warmup...");
38 <        oneTest(1, 10000);
39 <        Thread.sleep(100);
40 <        oneTest(2, 10000);
41 <        Thread.sleep(100);
42 <        oneTest(2, 10000);
43 <        Thread.sleep(100);
62 >        warmup();
63          print = true;
64 <        
46 <        int k = 1;
47 <        for (int i = 1; i <= maxPairs;) {
64 >        for (int k = 1, i = 1; i <= maxPairs;) {
65              System.out.println("Pairs:" + i);
66 <            oneTest(i, iters);
50 <            Thread.sleep(100);
66 >            oneTest(i, ITERS);
67              if (i == k) {
68                  k = i << 1;
69                  i = i + (i >>> 1);
70 <            }
71 <            else
70 >            }
71 >            else
72                  i = k;
73          }
74          pool.shutdown();
75 <   }
75 >    }
76  
77 <    static void oneTest(int pairs, int iters) throws Exception {
78 <        int fairIters = iters/20;
77 >    static void warmup() throws Exception {
78 >        print = false;
79 >        System.out.print("Warmup ");
80 >        int it = 2000;
81 >        for (int j = 5; j > 0; --j) {
82 >            oneTest(j, it);
83 >            System.out.print(".");
84 >            it += 1000;
85 >        }
86 >        System.gc();
87 >        it = 20000;
88 >        for (int j = 5; j > 0; --j) {
89 >            oneTest(j, it);
90 >            System.out.print(".");
91 >            it += 10000;
92 >        }
93 >        System.gc();
94 >        System.out.println();
95 >    }
96 >
97 >    static void oneTest(int n, int iters) throws Exception {
98 >        int fairIters = iters/16;
99 >
100 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
101          if (print)
102 <            System.out.print("ArrayBlockingQueue      ");
103 <        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(CAPACITY), pairs, iters);
102 >            System.out.print("LinkedTransferQueue     ");
103 >        oneRun(new LinkedTransferQueue<Integer>(), n, iters);
104  
105 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
106          if (print)
107              System.out.print("LinkedBlockingQueue     ");
108 <        oneRun(new LinkedBlockingQueue<Integer>(CAPACITY), pairs, iters);
108 >        oneRun(new LinkedBlockingQueue<Integer>(), n, iters);
109 >
110 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
111 >        if (print)
112 >            System.out.print("LinkedBlockingQueue(cap)");
113 >        oneRun(new LinkedBlockingQueue<Integer>(POOL_SIZE), n, iters);
114  
115 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
116          if (print)
117              System.out.print("LinkedBlockingDeque     ");
118 <        oneRun(new LinkedBlockingDeque<Integer>(CAPACITY), pairs, iters);
118 >        oneRun(new LinkedBlockingDeque<Integer>(), n, iters);
119  
120 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
121 +        if (print)
122 +            System.out.print("ArrayBlockingQueue      ");
123 +        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(POOL_SIZE), n, iters);
124 +
125 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
126          if (print)
127              System.out.print("SynchronousQueue        ");
128 <        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(), pairs, iters);
128 >        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(), n, iters);
129  
130 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
131          if (print)
132              System.out.print("SynchronousQueue(fair)  ");
133 <        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(true), pairs, fairIters);
133 >        oneRun(new SynchronousQueue<Integer>(true), n, iters);
134 >
135 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
136 >        if (print)
137 >            System.out.print("LinkedTransferQueue(xfer)");
138 >        oneRun(new LTQasSQ<Integer>(), n, iters);
139 >
140 >        Thread.sleep(100); // System.gc();
141 >        if (print)
142 >            System.out.print("LinkedTransferQueue(half)");
143 >        oneRun(new HalfSyncLTQ<Integer>(), n, iters);
144  
145 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
146          if (print)
147              System.out.print("PriorityBlockingQueue   ");
148 <        oneRun(new PriorityBlockingQueue<Integer>(), pairs, fairIters);
148 >        oneRun(new PriorityBlockingQueue<Integer>(), n, fairIters);
149  
150 +        Thread.sleep(100); // System.gc();
151          if (print)
152              System.out.print("ArrayBlockingQueue(fair)");
153 <        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(CAPACITY, true), pairs, fairIters);
90 <
153 >        oneRun(new ArrayBlockingQueue<Integer>(POOL_SIZE, true), n, fairIters);
154      }
155 <    
156 <    static abstract class Stage implements Runnable {
155 >
156 >    abstract static class Stage implements Runnable {
157          final int iters;
158          final BlockingQueue<Integer> queue;
159          final CyclicBarrier barrier;
160 <        Stage (BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, int iters) {
161 <            queue = q;
160 >        final Phaser lagPhaser;
161 >        Stage(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, Phaser s, int iters) {
162 >            queue = q;
163              barrier = b;
164 +            lagPhaser = s;
165              this.iters = iters;
166          }
167      }
168  
169      static class Producer extends Stage {
170 <        Producer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, int iters) {
171 <            super(q, b, iters);
170 >        Producer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, Phaser s,
171 >                 int iters) {
172 >            super(q, b, s, iters);
173          }
174  
175          public void run() {
176              try {
177                  barrier.await();
178 <                int s = 0;
179 <                int l = hashCode();
178 >                int ps = 0;
179 >                int r = hashCode();
180                  for (int i = 0; i < iters; ++i) {
181 <                    l = LoopHelpers.compute4(l);
182 <                    queue.put(new Integer(l));
183 <                    s += LoopHelpers.compute4(l);
181 >                    r = LoopHelpers.compute7(r);
182 >                    Integer v = intPool[r & POOL_MASK];
183 >                    int k = v.intValue();
184 >                    queue.put(v);
185 >                    ps += k;
186 >                    if ((i & LAG_MASK) == LAG_MASK)
187 >                        lagPhaser.arriveAndAwaitAdvance();
188                  }
189 <                addProducerSum(s);
189 >                addProducerSum(ps);
190                  barrier.await();
191              }
192 <            catch (Exception ie) {
193 <                ie.printStackTrace();
194 <                return;
192 >            catch (Exception ie) {
193 >                ie.printStackTrace();
194 >                return;
195              }
196          }
197      }
198  
199      static class Consumer extends Stage {
200 <        Consumer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, int iters) {
201 <            super(q, b, iters);
200 >        Consumer(BlockingQueue<Integer> q, CyclicBarrier b, Phaser s,
201 >                 int iters) {
202 >            super(q, b, s, iters);
203          }
204  
205          public void run() {
206              try {
207                  barrier.await();
208 <                int l = 0;
138 <                int s = 0;
208 >                int cs = 0;
209                  for (int i = 0; i < iters; ++i) {
210 <                    l = LoopHelpers.compute4(queue.take().intValue());
211 <                    s += l;
210 >                    Integer v = queue.take();
211 >                    int k = v.intValue();
212 >                    cs += k;
213 >                    if ((i & LAG_MASK) == LAG_MASK)
214 >                        lagPhaser.arriveAndAwaitAdvance();
215                  }
216 <                addConsumerSum(s);
216 >                addConsumerSum(cs);
217                  barrier.await();
218              }
219 <            catch (Exception ie) {
220 <                ie.printStackTrace();
221 <                return;
219 >            catch (Exception ie) {
220 >                ie.printStackTrace();
221 >                return;
222              }
223          }
224  
225      }
226  
227 <    static void oneRun(BlockingQueue<Integer> q, int npairs, int iters) throws Exception {
227 >    static void oneRun(BlockingQueue<Integer> q, int n, int iters) throws Exception {
228          LoopHelpers.BarrierTimer timer = new LoopHelpers.BarrierTimer();
229 <        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(npairs * 2 + 1, timer);
230 <        for (int i = 0; i < npairs; ++i) {
231 <            pool.execute(new Producer(q, barrier, iters));
232 <            pool.execute(new Consumer(q, barrier, iters));
229 >        CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(n * 2 + 1, timer);
230 >        for (int i = 0; i < n; ++i) {
231 >            Phaser s = new Phaser(2);
232 >            pool.execute(new Producer(q, barrier, s, iters));
233 >            pool.execute(new Consumer(q, barrier, s, iters));
234          }
235          barrier.await();
236          barrier.await();
237          long time = timer.getTime();
238          checkSum();
239          if (print)
240 <            System.out.println("\t: " + LoopHelpers.rightJustify(time / (iters * npairs)) + " ns per transfer");
240 >            System.out.println("\t: " + LoopHelpers.rightJustify(time / (iters * n)) + " ns per transfer");
241 >    }
242 >
243 >    static final class LTQasSQ<T> extends LinkedTransferQueue<T> {
244 >        LTQasSQ() { super(); }
245 >        public void put(T x) {
246 >            try { super.transfer(x);
247 >            } catch (InterruptedException ex) { throw new Error(); }
248 >        }
249      }
250  
251 +    static final class HalfSyncLTQ<T> extends LinkedTransferQueue<T> {
252 +        int calls;
253 +        HalfSyncLTQ() { super(); }
254 +        public void put(T x) {
255 +            if ((++calls & 1) == 0)
256 +                super.put(x);
257 +            else {
258 +                try { super.transfer(x);
259 +                } catch (InterruptedException ex) {
260 +                    throw new Error();
261 +                }
262 +            }
263 +        }
264 +    }
265   }

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