Threads Multithreading- langsamer als Singlethreading-Programm

[Sesostris]

Folgendes kurze Programm gibt eine Näherung für Pi aus. Dabei wird der Monte-Carlo-Algorithmus benutzt, der durch eine sich sehr oft wiederholende Schleife die CPU voll auslastet.

public class Bsp1 {
	public static void main(String[] args) {
		int dotsSquare = 10000000, dotsCircle = 0;
		double cordX, cordY, pi;
		long time = System.currentTimeMillis();
		
		for (int i=0; i<dotsSquare; i++) {
			cordX = Math.random();
			cordY = Math.random();
			if (cordX*cordX + cordY*cordY <= 1.0)
				dotsCircle++;
		}
		pi = (4.0*dotsCircle)/dotsSquare;
		
		System.out.println("Laufzeit: " + (System.currentTimeMillis()-time) + "ms");
		System.out.println("Näherung PI: " + pi);
	}
}

Nach ca. 1500ms terminiert auf meinem Rechner dieses Programm. Die CPU-Auslastung steigt auf einem Quadcore-Rechner auf 25%, da logischerweise nur ein Kern damit beschäftigt ist.

Um die Sache etwas effektiver zu gestalten, habe ich mir gedacht, das wäre ein ideals Beispiel, um Multithreading in Java auszuprobieren.

public class Bsp2 {
	public static void main(String[] args)
	{
		int dots = 10000000;
		double pi;
		Calculation c1 = new Calculation(dots/2);
		Calculation c2 = new Calculation(dots/2 + dots%2);
		Thread t1 = c1;
		Thread t2 = c2;

		long time = System.currentTimeMillis();
		t1.start();
		t2.start();

		try {
			t2.join();	
			t1.join();
			System.out.println("Beide Threads beendet");
			System.out.println();
		} catch (Exception e) {
			System.out.printf("Fehler: " + e.toString());		
		}
		
		pi = 4.0*(c1.dotsCircle+c2.dotsCircle)/dots;
		System.out.println("Laufzeit: " + (System.currentTimeMillis()-time) + " ms");
		System.out.println("1. Ergebnis: " + c1.dotsCircle);
		System.out.println("2. Ergebnis: " + c2.dotsCircle);
		System.out.printf("Näherung PI: " + pi);
	}
}

class Calculation extends Thread {
	public Calculation(int dots) {
		dotsSquare = dots;
		nr = cnt++;
	}
	
	private int dotsSquare;
	public int dotsCircle = 0;
	int nr;
	static private int cnt = 1;

	@Override public void run()
	{
		System.out.println(nr + ". Thread startet");
		double cordX, cordY;
		for (int i=0; i<dotsSquare; i++) {
			cordX = Math.random();
			cordY = Math.random();
			if (cordX*cordX + cordY*cordY <= 1.0)
				dotsCircle++;
		}
		System.out.println(nr + ". Thread beendet");
	}
}

Das Programm lastet nun zwei Kerne zu 100% aus, braucht aber enttäuschenderweise mit ca. 4000ms wesentlich länger als das Singlethreading-Programm.
Wie ist das zu erklären? Bzw. wo liegt mein Fehler?

 

[Cola_Colin]

Aus dem Javadoc von Math.random():

* <p>This method is properly synchronized to allow correct use by
* more than one thread. However, if many threads need to generate
* pseudorandom numbers at a great rate, it may reduce contention
* for each thread to have its own pseudorandom-number generator.

Mit dieser Version von Calculation brauche ich ca. 60% weniger Zeit bei 2 Threads als bei Verwendung von einem:

class Calculation extends Thread {
	public Calculation(int dots) {
		dotsSquare = dots;
		nr = cnt++;
	}

	Random random = new Random();
	
	private int dotsSquare;
	public int dotsCircle = 0;
	int nr;
	static private int cnt = 1;

	@Override
	public void run() {
		System.out.println(nr + ". Thread startet");
		double cordX, cordY;
		for (int i = 0; i < dotsSquare; i++) {
			cordX = random.nextDouble();
			cordY = random.nextDouble();
			if (cordX * cordX + cordY * cordY <= 1.0)
				dotsCircle++;
		}
		System.out.println(nr + ". Thread beendet");
	}
}

 

[Kr0e]

@Cola Colin: DAs "Math.random()" kannst dann aber rausnehmen, das bringt ja bei dir nichts und verlangsamt alles nur unnötig.

 

[Cola_Colin]

Haha, ja klar, das war bei meinem Test auch raus. Aber um zur Javadoc davon zu kommen hatte ich es reingeschrieben, um dann mit Eclipse per F3 zum Code zu kommen. Hab vergessen es danach wieder zu entfernen xD

 

[Kr0e]

Ich weiß, was du meinst War auch mehr ein unnötiger, selbstverständlicher Kommentar ;=)

 

[Cola_Colin]

Hätte es mir wohl kaum ein zweites Mal angesehen, war schon richtig drauf hinzuweisen

 

[Sesostris]

Aus dem Javadoc von Math.random():

Exakt das war das Problem. Darauf wäre ich selbst wahrscheinlich lange nicht gekommen, danke.