Как я могу убедиться, что N потоков работают примерно с одинаковой скоростью?

Question

Я играю над идеей написать программное обеспечение для моделирования физики, в котором каждый физический элемент будет моделироваться в своем собственном потоке.

У этого подхода было бы несколько преимуществ. Концептуально это было бы очень близко к тому, как работает реальный мир. Было бы намного проще масштабировать систему на несколько машин.

Однако, чтобы это работало, мне нужно убедиться, что все потоки работают с одинаковой скоростью, с довольно либеральной интерпретацией «то же самое». Скажите в пределах 1% друг от друга.

Вот почему мне не обязательно нужно решение, подобное Thread.join (). Я не хочу, чтобы какая-то школьная хозяйка, которая контролировала вас, контролировала бы регулярную синхронизацию всех потоков друг с другом. Мне просто нужно иметь возможность попросить среду выполнения (в зависимости от того, какая она есть - может быть Java, Erlang или что-то еще, что наиболее подходит для этой проблемы) запустить потоки с более или менее равной скоростью.

Буду очень признателен за любые предложения.

ОБНОВЛЕНИЕ 2009-03-16

Я хотел бы поблагодарить всех, кто ответил на этот вопрос, в частности всех, чей ответ был, по сути, «НЕ ДЕЛАЙТЕ ЭТОГО». Теперь, благодаря всем комментариям, я понимаю свою проблему намного лучше, и я не уверен, что мне следует продолжать, как я планировал изначально. Тем не менее, я чувствовал, что ответ Петра был лучшим ответом на сам вопрос, поэтому я принял его.

Answer 1

Я не эксперт по многопоточности, но разве весь смысл потоков в том, что они независимы друг от друга - и недетерминированы?

Answer 2

Я первым признаю, что я не специалист по многопоточности, но это звучит как очень неправильный подход к симуляции. Как уже отмечали другие, слишком много потоков вычислительно дорого. Кроме того, если вы планируете делать то, о чем я думаю, то ваша симуляция может привести к случайным результатам (может не иметь значения, если вы делаете игру).

Я бы пошел с несколькими рабочими потоками, используемыми для вычисления дискретных шагов моделирования.

Answer 3

Работая над управлением двигателями, я использовал немного математики для поддержания скорости в стабильном состоянии. Система имеет ПИД-регулятор, пропорциональный, интегральный и производный. Но это аналоговая / цифровая система. Может быть, можно использовать аналогичным образом, чтобы определить, сколько времени должен работать каждый поток, но самый большой совет, который я могу вам дать, это то, что у всех потоков будет синхронизация часов.

Answer 4

Для достижения этой цели должно произойти две вещи. Вы должны убедиться, что у вас одинаковое количество потоков на ядро ​​процессора, и вам нужна какая-то синхронизация.

Эта синхронизация может быть довольно простой, например, проверка переменной "за цикл" для каждого потока при выполнении вычислений, но вы не можете избежать этого.