一、前言

2024年元旦起，此挑戰(zhàn)正式開放提交，截止日期為2024年1月31日。2024年1月31日23:59 UTC之后創(chuàng)建的提交（即拉取請求）將不予考慮。

“十億行挑戰(zhàn)”（1BRC）是一個有趣的探索，旨在測試 Java 從文本文件中聚合十億行數(shù)據(jù)的能力。動用你所有的（虛擬）線程，使用 SIMD 技術(shù)，優(yōu)化垃圾回收，或者嘗試其他任何技巧，創(chuàng)建最快的實(shí)現(xiàn)方案來解決這個任務(wù)吧！

二、挑戰(zhàn)內(nèi)容

圖片

文本文件包含了一系列天氣站的溫度值。每一行都是一個測量結(jié)果，格式為<string: 站點(diǎn)名稱>;<double: 測量值>，其中測量值恰好有一位小數(shù)。以下是一個示例，展示了十行數(shù)據(jù)：

Hamburg;12.0
Bulawayo;8.9
Palembang;38.8
St. John's;15.2
Cracow;12.6
Bridgetown;26.9
Istanbul;6.2
Roseau;34.4
Conakry;31.2
Istanbul;23.0

任務(wù)是編寫一個Java程序，該程序讀取文件，計(jì)算每個氣象站的最低、平均和最高溫度值，并將結(jié)果按照站點(diǎn)名稱按字母順序排列，并以格式<最低溫度>/<平均溫度>/<最高溫度>的方式輸出到stdout（即標(biāo)準(zhǔn)輸出），并將結(jié)果保留一位小數(shù)。

{Abha=-23.0/18.0/59.2, Abidjan=-16.2/26.0/67.3, Abéché=-10.0/29.4/69.0, Accra=-10.1/26.4/66.4, Addis Ababa=-23.7/16.0/67.0, Adelaide=-27.8/17.3/58.5, ...}

注意：必須使用 Java 21

三、運(yùn)行挑戰(zhàn)

1brc 代碼庫包含兩個程序：

• dev.morling.onebrc.CreateMeasurements (通過 create_measurements.sh 調(diào)用): 在此項(xiàng)目的根目錄中創(chuàng)建帶有可配置數(shù)量的隨機(jī)測量值的
  measurements.txt 文件。
• dev.morling.onebrc.CalculateAverage (通過 calculate_average.sh 調(diào)用): 計(jì)算 measurements.txt 文件的平均值。

執(zhí)行以下步驟來運(yùn)行挑戰(zhàn)：

1. 使用Apache Maven構(gòu)建項(xiàng)目：

./mvnw clean verify

2. 創(chuàng)建 1B 行測量文件（僅運(yùn)行一次）：

./create_measurements.sh 1000000000

這將需要幾分鐘。注意：生成的文件大小約為 12GB，請確保有足夠的磁盤空間。

3. 計(jì)算平均測量值：

./calculate_average.sh

提供的簡單示例實(shí)現(xiàn)使用Java流API來處理文件，并在用于結(jié)果評估的環(huán)境中以約2分鐘完成任務(wù)。它作為比較自己實(shí)現(xiàn)的基線。

4. 進(jìn)行優(yōu)化：

調(diào)整 CalculateAverage 程序以加快速度，使用任何你認(rèn)為合適的方式（只需遵循下面描述的幾個規(guī)則）。選項(xiàng)包括并行化計(jì)算、使用（孵化中的）向量API、同時(shí)內(nèi)存映射文件的不同部分、使用AppCDS、GraalVM、CRaC等加快應(yīng)用程序啟動速度的工具，選擇和調(diào)整垃圾收集器等等。

四、規(guī)則和限制

• 可以使用以下任何Java發(fā)行版：

SDKMan 提供的任何構(gòu)建

openjdk.net 上可用的早期訪問版本（包括Valhalla等OpenJDK項(xiàng)目的EA版本）

builds.shipilev.net 上的構(gòu)建。如果要使用這些渠道不可用的構(gòu)建，請聯(lián)系討論是否可以考慮。

• 不得使用外部依賴庫
• 實(shí)現(xiàn)必須使用單個Java源文件
• 計(jì)算必須在應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，即不能在構(gòu)建時(shí)處理測量文件（例如，當(dāng)使用GraalVM時(shí)）并將結(jié)果直接嵌入到二進(jìn)制文件中

輸入值范圍如下：

• 站點(diǎn)名稱：非空的UTF-8字符串，最小長度為1個字符，最大長度為100個字符
• 溫度值：非空的double值，介于-99.9（含）和99.9（含）之間，始終帶有一位小數(shù)
• 實(shí)現(xiàn)不能依賴于給定數(shù)據(jù)集的特定情況，例如必須支持根據(jù)上述約束條件的任何有效站點(diǎn)名稱和任何數(shù)據(jù)分布（每個站點(diǎn)的測量次數(shù)）

五、參加挑戰(zhàn)

要將您自己的實(shí)現(xiàn)提交給1BRC，請按照以下步驟操作：

• 創(chuàng)建 1brc GitHub 存儲庫的 fork。
• 創(chuàng)建 CalculateAverage.java 的副本，命名為 CalculateAverage_<your_GH_user>.java，例如 CalculateAverage_doloreswilson.java。
• 使該實(shí)現(xiàn)變得快速。真的很快。
• 創(chuàng)建 calculate_average.sh 的副本，命名為 calculate_average_<your_GH_user>.sh，例如 calculate_average_doloreswilson.sh。
• 調(diào)整該腳本，以引用您的實(shí)現(xiàn)類名。如果需要，在該腳本中通過 JAVA_OPTS 變量提供任何 JVM 參數(shù)。
• OpenJDK 21 是默認(rèn)選項(xiàng)。如果需要使用自定義 JDK 構(gòu)建，請?jiān)趹?yīng)用程序啟動之前的啟動 shell 腳本中包含 SDKMAN 命令 sdk use java [version]。
• （可選）如果您想要使用原生二進(jìn)制文件（GraalVM），請調(diào)整 pom.xml 文件以構(gòu)建該二進(jìn)制文件。
• 針對上游存儲庫創(chuàng)建一個拉取請求，明確說明

您的實(shí)現(xiàn)類的名稱。
程序在您的系統(tǒng)上的執(zhí)行時(shí)間以及相應(yīng)的規(guī)格（CPU、核心數(shù)、RAM）。這僅供參考，官方運(yùn)行時(shí)將如下所述確定。

如果您想與社區(qū)討論有關(guān)實(shí)施1BRC的任何潛在想法，可以使用此存儲庫的 GitHub 討論。請保持友好和文明。

六、評估結(jié)果

結(jié)果是通過在 Hetzner Cloud CCX33 實(shí)例（8個CPU，32 GB RAM）上運(yùn)行程序來確定的。時(shí)間程序用于測量執(zhí)行時(shí)間，即測量整個時(shí)間。每個競爭者將連續(xù)運(yùn)行五次。最慢和最快的運(yùn)行將被丟棄。剩下三次運(yùn)行的平均值是該競爭者的結(jié)果，并將添加到上面的結(jié)果表中。用于評估所有競爭者的完全相同的 measurements.txt 文件。如果您想在Hetzner Cloud上自行測試，請使用這些設(shè)置腳本（基于Terraform和Ansible），可能會對您有所幫助。請注意，這將產(chǎn)生費(fèi)用 :) 

圖片

項(xiàng)目地址：https://github.com/gunnarmorling/1brc 快來挑戰(zhàn)吧！