CPU密集型计算的例子？

Question

我需要一些容易实现的计算密集型任务和内存密集型任务，可以用Java编写，用于测试线程调度器。

它们应该稍微耗费时间，但更重要的是占用资源。

有什么建议吗？

- MEURSAULT

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@Martin：大家都已经知道那是 42。 - Valentin Flachsel

@Martin：听起来像是一个安全的赌注：“42+0 =？”:) 对不起，我在meursault的问题上放肆了，我太喜欢它了。我现在会停下来去地下室看看我那百万只猴子和打字机的项目。 - Valentin Flachsel

Answer 1

几个CPU密集型任务的简单示例：

• 查找质数（涉及大量的BigInteger除法）
• 计算大阶乘，例如2000！（涉及大量的BigInteger乘法）
• 许多Math.tan() 计算（这很有趣，因为Math.tan是本地的，所以你正在使用两个调用堆栈：一个用于Java调用，另一个用于C调用。）

- dogbane

Answer 2

矩阵相乘。矩阵应该很大并存储在磁盘上。

字符串搜索。或者索引一个巨大的文档（检测和计算每个单词或字母串的出现次数）。例如，您可以索引一个大型软件项目源代码中的所有标识符。

计算圆周率。

旋转2D矩阵或图像。

压缩一些巨大的文件。

...

- rwong

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或者只需在N秒的for循环中将内容附加到StringBuilder中。 - tidwall

这将涉及大量的IO操作，因此资源消耗将比CPU密集型更加强烈。 - vikkyhacks

Answer 3

在PDP-11上进行的CPU浸泡测试是tan(atan(tan(atan(...)))等。这会很大程度地使用FPU以及堆栈和寄存器。

- user207421

Answer 4

好的，这不是Java，但基于Dhrystone基准算法，可以在这里找到。这些算法的实现可能会给你一个关于如何完成它的想法。链接这里包含获取基准测试的C/C++和汇编源代码。

- t0mm13b

Answer 5

• 计算斐波那契数列的第n项，其中n大于70。（时间消耗较高）

• 计算大数的阶乘。（时间消耗较高）

• 在图中找到两个节点之间的所有可能路径。（内存消耗较高）

- Rushil Paul

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我尝试了使用Java的BigInteger，甚至计算斐波那契数列中的第5000个数字也非常快速完成。 - Quazi Irfan

@iamcreasy，你能发布一些可行的代码来完成这个任务吗（可以在ideone上）？我很好奇它是如何如此快速地完成的。 - Rushil Paul

Answer 6

1. RSA官方挑战
2. 非官方RSA挑战 - 拿一些你想要用明文阅读的密文，放到计算机上进行处理。如果你使用随机算法，有一个小但是非零的成功几率。

- emory

Answer 7

我在Java中尝试了一下线程优先级，并使用了以下代码。它似乎足够占用CPU，以至于线程优先级会产生影响。

@Test
public void testCreateMultipleThreadsWithDifferentPriorities() throws Exception {
    class MyRunnable implements Runnable {
        @Override
        public void run() {
            for (int i=0; i<1_000_000; i++) {
                double d = tan(atan(tan(atan(tan(atan(tan(atan(tan(atan(123456789.123456789))))))))));
                cbrt(d);
            }
            LOGGER.debug("I am {}, and I have finished", Thread.currentThread().getName());
        }
    }
    final int NUMBER_OF_THREADS = 32;
    List<Thread> threadList = new ArrayList<Thread>(NUMBER_OF_THREADS);
    for (int i=1; i<=NUMBER_OF_THREADS; i++) {
        Thread t = new Thread(new MyRunnable());
        if (i == NUMBER_OF_THREADS) {
            // Last thread gets MAX_PRIORITY
            t.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
            t.setName("T-" + i + "-MAX_PRIORITY");
        } else {
            // All other threads get MIN_PRIORITY
            t.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
            t.setName("T-" + i);
        }
        threadList.add(t);
    }

    threadList.forEach(t->t.start());
    for (Thread t : threadList) {
        t.join();
    }
}

- Jim Tough