如何在Java中并行化for循环？

Question

我在Java中有LU矩阵分解的顺序代码。 我的问题是，如何轻松地使分解函数并行化？ c＃中是否有类似OpenMP或Parallel.for的类似技术？

我认为，可以并行引用for loop但我不知道如何在Java中轻松实现这一目标。

这是我的代码：

public class LuDecomposition {
    private int size;
    private double[][] matrix;

    public LuDecomposition(double[][] matrix, int size) {
        this.matrix = matrix;
        this.size = size;
    }

    public void printMatrix(double[][] matrix) {
        for(int i=0; i<size; i++) {
            for(int j=0; j<size; j++) {
                System.out.printf("%.2f   ", matrix[i][j]);
            }
            System.out.println();
        }
        System.out.println();
    }

    public void decompose() {
        double[][] upper = new double[this.size][this.size];
        double[][] lower = new double[this.size][this.size];
        double sum = 0.0;

        for(int i=0; i<size; i++) {
            for(int j=0; j<size; j++) {
                upper[i][j] = 0.0;
                lower[i][j] = 0.0;
            }
        } 

        long start = System.nanoTime();

        for(int i=0; i<size; i++) {
            // U matrix
            for(int k=i; k<size; k++) {
                sum = 0.0;
                for(int j=0; j<i; j++) {
                    sum += (lower[i][j] * upper[j][k]);
                }
                upper[i][k] = matrix[i][k] - sum;
            }
            // L matrix
            for(int k=i; k<size; k++) {
                if(i==k) {
                    lower[i][i] = 1;
                } else {
                    sum = 0.0;
                    for(int j=0; j<i; j++) {
                        sum += (lower[k][j] * upper[j][i]);
                    }
                    lower[k][i] = ((matrix[k][i] - sum) / upper[i][i]);
                }

            }
        }
        long end = System.nanoTime();

        //printMatrix(matrix);
        //printMatrix(lower);
        //printMatrix(upper);
        System.out.println("LU decomposition duration(seconds): " + (end - start) / 1000000000.0);
    }

}

谢谢。

Answer 1

如果将In循环替换为for循环，则很容易使其并行运行：

例：

  IntStream.range(0, 10).parallel().forEach(i -> {
    System.out.println(i);
  });

Answer 2

在Java中，您可以使用并行流（ https://examples.javacodegeeks.com/core-java/java-8-parallel-streams-example/ ），但是要使用它，for循环必须以某种方式进行独立的迭代。 如果下一次迭代取决于上一次迭代的结果，则无法并行化for循环。 因此，您首先需要使算法并行化或使用现有的Java库进行并行LU分解，例如https://github.com/alexkaratarakis/Parallel-Colt