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十亿行挑战显示 Java 可以在两秒钟内处理十亿行的文件

51 2024-07-04

Decodable高级软件工程师Gunnar Morling在2024年新年伊始向Java社区发起了十亿行挑战(1BRC),旨在发现能够最快处理十亿行Java代码的算法。挑战截至1月底,目前最快记录是2.5秒。挑战的规则是仅允许使用SDK特性,不得使用外部库或数据存储。

1BRC的任务是解析文本文件中的温度测量值,确定每个气象站的最小、最大和平均温度,文件包含十亿条目。Morling表示,挑战旨在探索高性能编程技术、新API、不同Java版本特性,展示Java的高速性能。参与方式是查看README文件,克隆存储库,尝试实现解决方案并学习他人尝试。

挑战中出现了一些意料之外的解决方案,如利用黑客技巧优化特定数据集,运用SIMD和Java原生内存API,及高度优化的解析函数等。InfoQ采访了三位参与者,他们分享了各自的解决方案和体验。

Barlas的解决方案依据处理器数量拆分文件,每部分由单独线程计算统计信息,利用MappedByteBuffer进行内存映射访问。Roy van Rijn采用渐进式解决方案,从使用SDK数据结构和API到直接内存访问以及无分支代码。Wuerthinger的方案利用了内存映射和避免分支代码。

对于进一步改进的可能性,Barlas关注Panama项目和Vector API,Wuerthinger提到可能的改进取决于目标硬件,Roy van Rijn探索“机械同情”概念以优化指令执行。这项挑战不仅限于Java生态,也有使用Rust、Go、C++等语言的解决方案。Morling对社区热情参与表示感谢,并指出GraalVM提供额外性能提升。

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