# easily-openJCL 让 Java 与显卡之间的计算变的更加容易！
*开源技术栏*
本文介绍了关于在 Java 中 easily-openJCL 的基本使用！！！
## 目录
[TOC]
# easily-openJCL
## 什么是 easily-openJCL
easily-openJCL 是一个轻量级的 Java 语言下的 GPU 显卡 计算库，它提供了一套简单易用的 API，让用户能够轻松实现 GPU 计算操作。
通过 Java 调用 GPU 计算的一个库，使用非常简单的API就可以轻松应付 Java 数据类型在 GPU 中的计算操作！easily-openJCL
提供了诸多中计算模式，让我们的计算组件更灵活！
## 为什么要使用 easily-openJCL
### 获取方式简单
您可以直接使用 maven 坐标来把此依赖导入到您的项目中，这是非常快速且方便有效的！下面是依赖的坐标
```xml
<dependencies>
<dependency>
<groupId>io.github.BeardedManZhao</groupId>
<artifactId>easily-openJCL</artifactId>
<version>1.0.4</version>
</dependency>
</dependencies>
```
### 非常简单的使用
您无需关注一些底层的显存调用，且内置了一些计算内核，若这些已有的计算内核能够满足您，您甚至都不需要去关心计算的实现！下面是一个简单且通用的示例，将两个数组对应元素进行乘法计算，实例中有详细的注释，应该可以让您了解如何使用 `easilyOpenJCL`!
> 值得注意的是 `easilyOpenJCL.calculate` 操作并不会检查您的参数是否符合要求，因为并不是所有的计算模式都必须要满足
> 操作数的长度相同 的前提！
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import java.util.Arrays;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个 显卡计算组件！ 在其中的结尾部分加上我们要使用的计算模式
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
// 在这里我们要做的就是为计算器装载内核，每个内核就是一种计算模式，计算组件装载了哪种模式 它就可以使用哪种计算模式。
// 计算模式的名称格式为 "第一个操作数_操作类型_第二个操作数_操作数类型"
// 例如第一个就是 两个float数组进行对应元素求和
KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_FLOAT,
// 第二个就是 float数组和float数 进行对应元素求和（注意这里不是数组，是数）
KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT
);
// 判断是否已经释放 如果没有释放才可以继续操作
if (easilyOpenJCL.isNotReleased()) {
// 准备数据 前两个是操作数 第三个是结果存储容器数组
float[] srcArrayA = new float[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
float[] srcArrayB = new float[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
float[] dstArray = new float[srcArrayA.length];
// 开始计算 在这里我们要指定好模式！
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA, srcArrayB, dstArray, KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_FLOAT);
// 计算结果
System.out.println(Arrays.toString(dstArray));
}
// 最后释放 值得一提的是 easilyOpenJCL 在没有释放前，calculate 函数可以无限次的调用
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
}
```
## 更加详细的文档
您可以在这个章节中了解到更详细的文档哦~~~ 其中介绍了计算模式，介绍了自定义实现计算内核等知识！
### 繁多的内置计算模式
我们提供了一些常见的内置计算模式，我们可以通过这些模式实现有效的数据计算操作，接下来的表格中详细介绍了不同的计算模式信息！
| 计算模式名称 | 计算模式支持版本 | 操作数长度规则 | 计算组件解释 |
|------------------------------------------------------|----------|--------------|------------------------------|
| KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_INT | v1.0.3 | 两个操作数一致 | 两个 char2 数组之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_INT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_SUB_ARRAY_INT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组之间进行减法计算 |
| KernelSource.ARRAY_MUL_ARRAY_INT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组之间进行乘法计算 |
| KernelSource.ARRAY_DIV_ARRAY_INT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组之间进行除法计算 |
| KernelSource.ARRAY_LS_ARRAY_INT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组之间进行左移计算 |
| KernelSource.ARRAY_RS_ARRAY_INT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组之间进行右移计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_FLOAT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_SUB_ARRAY_FLOAT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组之间进行减法计算 |
| KernelSource.ARRAY_MUL_ARRAY_FLOAT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组之间进行乘法计算 |
| KernelSource.ARRAY_DIV_ARRAY_FLOAT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组之间进行除法计算 |
| KernelSource.ARRAY_LS_ARRAY_FLOAT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组之间进行左移计算 |
| KernelSource.ARRAY_RS_ARRAY_FLOAT | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组之间进行右移计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_DOUBLE | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_SUB_ARRAY_DOUBLE | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组之间进行减法计算 |
| KernelSource.ARRAY_MUL_ARRAY_DOUBLE | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组之间进行乘法计算 |
| KernelSource.ARRAY_DIV_ARRAY_DOUBLE | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组之间进行除法计算 |
| KernelSource.ARRAY_LS_ARRAY_DOUBLE | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组之间进行左移计算 |
| KernelSource.ARRAY_RS_ARRAY_DOUBLE | v1.0 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组之间进行右移计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_INT | v1.0.3 | 第二个操作数为1个元素 | char2 数组和 char2数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_INT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | int 数组和 int数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_SUB_NUMBER_INT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | int 数组和 int数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_MUL_NUMBER_INT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | int 数组和 int数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_DIV_NUMBER_INT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | int 数组和 int数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_LS_NUMBER_INT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | int 数组和 int数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_RS_NUMBER_INT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | int 数组和 int数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | float 数组和 float数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_SUB_NUMBER_FLOAT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | float 数组和 float数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_MUL_NUMBER_FLOAT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | float 数组和 float数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_DIV_NUMBER_FLOAT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | float 数组和 float数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_LS_NUMBER_FLOAT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | float 数组和 float数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_RS_NUMBER_FLOAT | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | float 数组和 float数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_DOUBLE | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | double 数组和 double数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_SUB_NUMBER_DOUBLE | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | double 数组和 double数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_MUL_NUMBER_DOUBLE | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | double 数组和 double数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_DIV_NUMBER_DOUBLE | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | double 数组和 double数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_LS_NUMBER_DOUBLE | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | double 数组和 double数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_RS_NUMBER_DOUBLE | v1.0 | 第二个操作数为1个元素 | double 数组和 double数值 之间进行加法计算 |
| KernelSource.ARRAY_POW2_NULL_INT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | int 数组的所有元素进行 2幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW4_NULL_INT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | int 数组的所有元素进行 4幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW6_NULL_INT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | int 数组的所有元素进行 6幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW8_NULL_INT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | int 数组的所有元素进行 8幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW2_NULL_FLOAT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | float 数组的所有元素进行 2幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW4_NULL_FLOAT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | float 数组的所有元素进行 4幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW6_NULL_FLOAT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | float 数组的所有元素进行 6幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW8_NULL_FLOAT | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | float 数组的所有元素进行 8幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW2_NULL_DOUBLE | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | double 数组的所有元素进行 2幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW4_NULL_DOUBLE | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | double 数组的所有元素进行 4幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW6_NULL_DOUBLE | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | double 数组的所有元素进行 6幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_POW8_NULL_DOUBLE | v1.0.2 | 第二个操作数不需要有元素 | double 数组的所有元素进行 8幂运算 |
| KernelSource.ARRAY_MAX_ARRAY_INT | v1.0.2 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组的所有元素进行最大值提取 |
| KernelSource.ARRAY_MAX_ARRAY_FLOAT | v1.0.2 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组的所有元素进行最大值提取 |
| KernelSource.ARRAY_MAX_ARRAY_DOUBLE | v1.0.2 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组的所有元素进行最大值提取 |
| KernelSource.ARRAY_MIN_ARRAY_INT | v1.0.2 | 两个操作数一致 | 两个 int 数组的所有元素进行最小值提取 |
| KernelSource.ARRAY_MIN_ARRAY_FLOAT | v1.0.2 | 两个操作数一致 | 两个 float 数组的所有元素进行最小值提取 |
| KernelSource.ARRAY_MIN_ARRAY_DOUBLE | v1.0.2 | 两个操作数一致 | 两个 double 数组的所有元素进行最小值提取 |
| LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT | v1.0.2 | 两个操作数长度的乘积 | 两个 int 数组的所有元素的克罗内克乘积 |
| LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT | v1.0.2 | 两个操作数长度的乘积 | 两个 float 数组的所有元素的克罗内克乘积 |
| LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT | v1.0.2 | 两个操作数长度的乘积 | 两个 double 数组的所有元素的克罗内克乘积 |
| LengthKernelSource.ARRAY_ENCODE_XOR_ARRAY_CHAR2 | v1.0.3 | 大于等于1 | 对第一个操作数进行 xor 加密运算 |
| LengthKernelSource.ARRAY_DECODE_XOR_ARRAY_CHAR2 | v1.0.3 | 大于等于1 | 对第一个操作数进行 xor 解密运算 |
#### 数组与数组的计算模式
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import java.util.Arrays;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个 显卡计算组件！ 在其中的结尾部分加上我们要使用的计算模式
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
// 计算模式 这里是 float 加法和减法
KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_FLOAT, KernelSource.ARRAY_SUB_ARRAY_FLOAT,
// 还有 double 的乘法和除法
KernelSource.ARRAY_MUL_ARRAY_DOUBLE, KernelSource.ARRAY_DIV_ARRAY_DOUBLE
);
// 判断是否已经释放 如果没有释放才可以继续操作
if (easilyOpenJCL.isNotReleased()) {
// 准备两个数组
final float[] srcArrayA = new float[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
final float[] srcArrayB = new float[]{10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100};
final float[] dstArray = new float[srcArrayA.length];
// 直接开始 使用 ARRAY_ADD_ARRAY_FLOAT 模式计算
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA, srcArrayB, dstArray, KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_FLOAT);
// 获取到结果
System.out.println(Arrays.toString(dstArray));
System.out.println("================");
// 准备两个 double 数组
final double[] srcArrayA1 = new double[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
final double[] srcArrayB1 = new double[]{2, 4, 2, 4, 2, 4, 2, 4, 2, 4};
final double[] dstArray1 = new double[srcArrayA1.length];
// 直接开始 使用 ARRAY_MUL_ARRAY_DOUBLE 模式计算
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA1, srcArrayB1, dstArray1, KernelSource.ARRAY_MUL_ARRAY_DOUBLE);
// 获取到结果
System.out.println(Arrays.toString(dstArray1));
}
// 释放组件
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
}
```
下面是计算结果
```
[11.0, 22.0, 33.0, 44.0, 55.0, 66.0, 77.0, 88.0, 99.0, 110.0]
================
[2.0, 8.0, 6.0, 16.0, 10.0, 24.0, 14.0, 32.0, 18.0, 40.0]
```
#### 数组与数值的计算模式
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import java.util.Arrays;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个 显卡计算组件！ 在其中的结尾部分加上我们要使用的计算模式
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
// 计算模式 这里是 float 加法和减法
KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT, KernelSource.ARRAY_SUB_NUMBER_FLOAT,
// 还有 double 的乘法和除法
KernelSource.ARRAY_MUL_NUMBER_DOUBLE, KernelSource.ARRAY_DIV_NUMBER_DOUBLE
);
// 判断是否已经释放 如果没有释放才可以继续操作
if (easilyOpenJCL.isNotReleased()) {
// 准备两个 float 数组 第二个整形数组只有一个元素 因为 ARRAY_ADD_NUMBER_* 模式代表的就是 数组和一个元素进行 ADD 计算
// 这里代表 srcArrayA 的元素 每个都加 10
final float[] srcArrayA = new float[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
final float[] srcArrayB = new float[]{10};
final float[] dstArray = new float[srcArrayA.length];
// 直接开始 使用 ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT 模式计算
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA, srcArrayB, dstArray, KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT);
// 获取到结果
System.out.println(Arrays.toString(dstArray));
System.out.println("================");
// 准备两个 double 数组 第二个整形数组只有一个元素 因为 ARRAY_MUL_NUMBER_* 模式代表的就是 数组和一个元素进行 MUL 计算
// 这里代表 srcArrayA1 的元素 每个都乘 2
final double[] srcArrayA1 = new double[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
final double[] srcArrayB1 = new double[]{2};
final double[] dstArray1 = new double[srcArrayA1.length];
// 直接开始 使用 ARRAY_MUL_NUMBER_DOUBLE 模式计算
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA1, srcArrayB1, dstArray1, KernelSource.ARRAY_MUL_NUMBER_DOUBLE);
// 获取到结果
System.out.println(Arrays.toString(dstArray1));
}
// 释放组件
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
}
```
下面是计算结果
```
[11.0, 12.0, 13.0, 14.0, 15.0, 16.0, 17.0, 18.0, 19.0, 20.0]
================
[2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 14.0, 16.0, 18.0, 20.0]
```
### 自定义计算模式
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import java.util.Arrays;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 自定义的实现一个计算模式
final KernelSource kernelSourceUDF = new KernelSource(
// args1[0]=数组1的引用对象 args1[1]=数组2的引用对象 args1[2]=当前计算操作位于的索引 args1[3]=结果数组的引用对象
// 这里是 结果数组[0] = 数组1[i] + 数组2[i] + 1
// 第二个参数代表的是该计算模式 可计算的类型为 int
// 第三个参数代表的是该计算模式的名称
args1 -> String.format("%s[%s] = %s[%s] + %s[%s] + 1;", args1[3], args1[2], args1[0], args1[2], args1[1], args1[2]), "int", "MyUdfModel"
);
// 准备一个 显卡计算组件！ 在其中的结尾部分加上我们要使用的计算模式
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
// 在这里我们直接将自己实现的计算组件传递进来
kernelSourceUDF
);
// 判断是否已经释放 如果没有释放才可以继续操作
if (easilyOpenJCL.isNotReleased()) {
// 这里代表 srcArrayA 和 srcArrayB 的相同索引元素相加 最后加1 实现赋值操作
final int[] srcArrayA = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
final int[] srcArrayB = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11};
final int[] dstArray = new int[srcArrayA.length];
// 直接开始 使用我们自己实现的 kernelSourceUDF 模式计算
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA, srcArrayB, dstArray, kernelSourceUDF);
// 获取到结果
System.out.println(Arrays.toString(dstArray));
}
// 释放组件
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
}
```
这是计算结果
```
[3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 22]
```
### 灵活的API
### 基本计算示例
我们在计算模式章节中，演示的都是将结果存储到已经存在的数组中，实际上，您可以不去将结果存储到已经存在的数组中，而是通过回调函数直接调用内存映射过来的
byteBuffer，下面是一个示例！
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_INT
);
// 准备两个数组
final int[] srcArrayA = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37};
final int[] srcArrayB = {100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3100, 3200, 3300, 3400, 3500, 3600, 3700};
// 直接将两个数组进行求和计算 值得一提的是 我们没有准备结果数组的容器 而是直接在回调中将其打印了出来
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA, srcArrayB, (result) -> {
for (int i = 0; i < srcArrayA.length; i++) {
// 值得注意的是，在这里由于我们是直接操作的内存，一个 int 数值占4个字节，所以 i * 4 才可以获取到正确的结果 因为 每 4 个字节读取一次 正好读取到下一个数值
System.out.println(result.getInt(i * 4));
}
}, srcArrayA.length, KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_INT);
}
}
```
### 内存复用计算示例
当我们进行计算的时候，内部会进行一个内存映射的操作，这个操作是有开销的，每次计算都需要一次映射，这是很大的开销，因此很有必要复用内存，下面是一个示例！
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.MemSpace;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.LengthKernelSource;
import org.jocl.Pointer;
import org.jocl.Sizeof;
public class Main {
static final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT,
KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_INT
);
// 准备两个数组
static final int[] srcArrayA = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
static final int[] srcArrayB = {2, 9, 8};
public static void main(String[] args0) {
final int i = srcArrayA.length * srcArrayB.length;
// 构造内存空间 并在这里指定要使用的计算内核
final MemSpace memSpace = easilyOpenJCL.createMemSpace(
// 这里是两个操作数的指针
Pointer.to(srcArrayA), Pointer.to(srcArrayB),
// 这里是两个操作数的长度 以及结果的长度（如果需要复用，则这里需要使用最大空间，为了避免申请的内存空间不够导致无法进行计算）
srcArrayA.length, srcArrayB.length, i,
// 这里第一个参数是操作数中元素的字节尺寸
// 第二个是本内存空间要使用的计算模式（后期可改）
Sizeof.cl_int, LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT
);
// 开始计算 第一个参数是结果的长度，第二个参数是内存空间对象
f(i, memSpace);
// 如果我们期望复用这个内存空间，那么我们不需要释放它 继续切换计算模式即可 这样就实现了复用的效果 避免了内存拷贝的开销
memSpace.setKernelSource(KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_INT);
System.out.println("\n已切换计算模式为 " + memSpace.getKernelSource());
// 再次计算 （由于这次我们使用的是 add 计算 数组长度不是 srcArrayA.length * srcArrayB.length 是 srcArrayA.length）
f(srcArrayA.length, memSpace);
// 最后释放
memSpace.releaseResources();
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
public static void f(int len, MemSpace memSpace) {
easilyOpenJCL.calculate(byteBuffer -> {
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.print(byteBuffer.getInt(i * 4) + " ");
}
}, memSpace, false);
}
}
```
### 内存空间合并计算
我们意识到 内存空间对象存储了操作数，可以修改计算模式复用内存空间，但是，如果我们期望修改操作数呢？
我们在内存空间对象中，提供了一个 `merge`
的函数，这个函数可以有效的将一个内存空间和一个数组进行合并操作，这个操作中会将内存进行引用复制，不会有拷贝，这样我们可以使用合并的新的内存空间进行计算，就实现了内存复用！
值得注意的是，我们合并之后和之前的内存空间一定会有共用的内存空间，因此若使用到这两个内存空间对象其中之一，则两个都不可以释放，因此，我们建议您使用合并后的内存空间进行计算，然后释放合并前的内存空间即可！
下面是一个操作示例！
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.MemSpace;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.LengthKernelSource;
import org.jocl.Pointer;
import org.jocl.Sizeof;
public class Main {
static final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT,
KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_INT
);
// 准备两个数组
static final int[] srcArrayA = new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
static final int[] srcArrayB = {2, 9, 8};
public static void main(String[] args0) {
final int i = srcArrayA.length * srcArrayB.length;
final MemSpace memSpace = easilyOpenJCL.createMemSpace(
Pointer.to(srcArrayA), Pointer.to(srcArrayB),
srcArrayA.length, srcArrayB.length, i,
Sizeof.cl_int, LengthKernelSource.ARRAY_KRONECKER_PRODUCT_ARRAY_INT
);
// 开始计算 第一个参数是结果的长度，第二个参数是内存空间对象
f(i, memSpace);
// 如果我们期望复用这个内存空间，但其中 srcArrayB 需要被修改 则可以使用合并的方式获取到一个新的内存空间
final MemSpace merge = memSpace.merge(
// 在这里我们将第一个参数设置为 null 则代表 第一个操作数使用 memSpace 中的数据
// 第二个参数是 srcArrayB 我们在这里进行了设置 第二个操作数使用我们提供的
null, Pointer.to(new int[]{2, 4, 6}),
// 第三个参数是 第一个操作数的长度
// 第四个参数是 第二个操作数的长度
// 第五个参数是 结果的长度
-1, 3, srcArrayA.length * 3
);
System.out.println("\n合并之后");
// 再次计算 (这次我们使用 merge 即可！)
f(i, merge);
// 最后释放 merge 即可，merge 会链式的将 memSpace 的资源释放掉
merge.releaseResources();
// 查看是否释放完毕
System.out.println("\n释放之后");
System.out.println(merge.isNotRelease());
System.out.println(memSpace.isNotRelease());
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
public static void f(int len, MemSpace memSpace) {
easilyOpenJCL.calculate(byteBuffer -> {
for (int i = 0; i < len; i++) {
System.out.print(byteBuffer.getInt(i * 4) + " ");
}
}, memSpace, false);
}
}
```
## 测试案例
### 基准测试
> 下面是一个数学表达式计算的基准测试示例，当 CPU 的计算量足够庞大的时候，GPU 的运算速度会远高于 CPU 的运算速度，但是当 CPU
> 的运算量足够小的时候，GPU 的运算速度会远低于 CPU 的运算速度。在不同电脑上，运算速度也会有差异，您可以尝试修改下面的数学表达式，来增大或减小
> CPU 和 GPU 的计算量！
> 但不论如何，您增加数学表达式的复杂度的时候，CPU的运算速度会增加，然而GPU的运算速度几乎不会增加，这是因为 GPU 的并行计算。
#### 使用数组运算
这样的操作会涉及到一些数据拷贝开销！
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
// 这个地方的数学表达式 以及下面 for 循环中的 数学表达式 都是相同的，只是为了测试GPU 和 CPU 的计算差异，这个表达式越复杂 计算量就会越大，但数据拷贝量不会有变化，这可能会让 CPU 处于劣势
final KernelSource kernelSource = new KernelSource(args -> "c[gid] = ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) - ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) + 1;", "double", "MY");
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
kernelSource
);
// 这个数组的长度代表的是操作数的数据量 这个数值越大 计算量会成倍增大，同时数据拷贝量也会成倍增加，这将会让 GPU 计算处于劣势
final double[] a = new double[Integer.MAX_VALUE >> 7];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
a[i] = i + 10;
}
final double[] b = {2};
final double[] c = new double[a.length];
// 热身
easilyOpenJCL.calculate(a, b, c, kernelSource);
// 正式计算
final long l = System.currentTimeMillis();
easilyOpenJCL.calculate(a, b, c, kernelSource);
final long l1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("GPU计算耗时：" + (l1 - l) + " 第一个元素结果 = " + c[0]);
for (int gid = 0; gid < a.length; gid++) {
c[gid] = ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) - ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) + 1;
}
final long l2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("CPU计算耗时：" + (l2 - l1) + " 第一个元素结果 = " + c[0]);
}
}
```
#### 只有结果使用内存空间 操作数使用数组
从显存到物理内存之间几乎不存在数据拷贝，其效率比上面的要高!
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
// 这个地方的数学表达式 以及下面 for 循环中的 数学表达式 都是相同的，只是为了测试GPU 和 CPU 的计算差异，这个表达式越复杂 计算量就会越大，但数据拷贝量不会有变化，这可能会让 CPU 处于劣势
final KernelSource kernelSource = new KernelSource(args -> "c[gid] = ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) - ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) + 1;", "double", "MY");
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
kernelSource
);
// 这个数组的长度代表的是操作数的数据量 这个数值越大 计算量会成倍增大，同时数据拷贝量也会成倍增加，这将会让 GPU 计算处于劣势
final double[] a = new double[Integer.MAX_VALUE >> 7];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
a[i] = i + 10;
}
final double[] b = {2};
final double[] c = new double[a.length];
// 热身
easilyOpenJCL.calculate(a, b, c, kernelSource);
// 正式计算
final long l = System.currentTimeMillis();
easilyOpenJCL.calculate(a, b, byteBuffer -> {
final long l1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("GPU计算耗时：" + (l1 - l) + " 第一个元素结果 = " + c[0]);
}, c.length, kernelSource);
final long l1 = System.currentTimeMillis();
for (int gid = 0; gid < a.length; gid++) {
c[gid] = ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) - ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) + 1;
}
final long l2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("CPU计算耗时：" + (l2 - l1) + " 第一个元素结果 = " + c[0]);
}
}
```
#### 所有操作数均使用内存空间直接运算
这样的操作的效率会比上面更高，因为这里的操作数部分，从物理内存到显存之间的拷贝也几乎消失。
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.MemSpace;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import org.jocl.Pointer;
import org.jocl.Sizeof;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
// 这个地方的数学表达式 以及下面 for 循环中的 数学表达式 都是相同的，只是为了测试GPU 和 CPU 的计算差异，这个表达式越复杂 计算量就会越大，但数据拷贝量不会有变化，这可能会让 CPU 处于劣势
final KernelSource kernelSource = new KernelSource(args -> "c[gid] = ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) - ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) + 1;", "double", "MY");
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
kernelSource
);
// 这个数组的长度代表的是操作数的数据量 这个数值越大 计算量会成倍增大，同时数据拷贝量也会成倍增加，这将会让 GPU 计算处于劣势
final double[] a = new double[Integer.MAX_VALUE >> 6];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
a[i] = i + 10;
}
final double[] b = {2};
final double[] c = new double[a.length];
// 获取到内存空间
final MemSpace memSpace = easilyOpenJCL.createMemSpace(Pointer.to(a), Pointer.to(b), a.length, b.length, c.length, Sizeof.cl_double, kernelSource);
// 热身
easilyOpenJCL.calculate(a, b, c, kernelSource);
// 正式计算
final long l = System.currentTimeMillis();
easilyOpenJCL.calculate(byteBuffer -> {
final long l1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("GPU计算耗时：" + (l1 - l) + " 第一个元素结果 = " + byteBuffer.getDouble(0));
}, memSpace, true);
final long l1 = System.currentTimeMillis();
for (int gid = 0; gid < a.length; gid++) {
c[gid] = ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) - ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) + ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - 1024)))) * ((a[gid] / b[0] * a[0] + (a[gid] / 100 * 33 + 210.5 / 5)) * 2) * 2 / 3 + (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (a[gid] * a[gid] - (1024 * a[gid]))))) + 1;
}
final long l2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("CPU计算耗时：" + (l2 - l1) + " 第一个元素结果 = " + c[0]);
}
}
```
## 更新记录
### 2024-07-26 1.0.4 版本发布
- 新增了内存空间对象引用关系图的可视化操作
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.NameMemSpace;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.LengthKernelSource;
import org.jocl.Pointer;
import org.jocl.Sizeof;
import top.lingyuzhao.varFormatter.core.VarFormatter;
import top.lingyuzhao.varFormatter.utils.DataObj;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
LengthKernelSource.ARRAY_DECODE_XOR_ARRAY_CHAR2,
LengthKernelSource.ARRAY_ENCODE_XOR_ARRAY_CHAR2
);
// 准备两个数组 作为 A_space 空间的内存
final char[] a = new char[10];
final char[] b = "3009088782343454567566t57".toCharArray();
// 将 a b 数组绑定到带名字的内存空间 A_space
final NameMemSpace memSpace = easilyOpenJCL.createMemSpace(Pointer.to(a), Pointer.to(b), a.length, b.length, a.length, Sizeof.cl_char2, LengthKernelSource.ARRAY_ENCODE_XOR_ARRAY_CHAR2, "A_space");
// 准备第二个数组 作为 B_space 中的内存
final char[] d = new char[a.length];
// 引用 A_space 中 的 a， 这里存的是其中是 a d 数组（为 null 的就代表使用原空间的引用）
NameMemSpace merge0 = memSpace.merge(null, Pointer.to(d), -1, d.length, d.length);
// 对合并之后的内存空间重命名为 B_space
merge0.setMemSpaceName("B_space");
// 准备第三个数组 作为 C_space 中的内存
final char[] e = new char[a.length];
// 引用 A_space 中 的 a， 这里存的是其中是 a d 数组（为 null 的就代表使用原空间的引用）
NameMemSpace merge1 = merge0.merge(null, Pointer.to(e), -1, e.length, e.length);
// 对合并之后的内存空间重命名为 C_space
merge1.setMemSpaceName("C_space");
// 准备第四个数组 作为 D_space 中的内存
final char[] f = new char[a.length];
// 引用 A_space 中 的 a， 这里存的是其中是 f d 数组（为 null 的就代表使用原空间的引用）
NameMemSpace merge2 = merge1.merge(Pointer.to(f), null, f.length, -1, e.length);
// 对合并之后的内存空间重命名为 C_space
merge1.setMemSpaceName("D_space");
// 尝试将第三个进行 explain
DataObj explain = merge2.explain();
// 直接进行绘图 图中可看到此内存空间引用的所有空间
explain.setNameJoin(false);
String format = VarFormatter.MERMAID.getFormatter(true).format(explain);
System.out.println(format);
}
}
```
下面就是生成的图，其中不同内存空间如果指向同一个 srcMem 则代表是使用的引用。
```mermaid
graph LR
EoCl1715842699[C_space_sub_used]
N198283540[srcMemA]
N198208148[srcMemB]
EoCl1715842699 == Map>Map ==> N198283540
EoCl1715842699 == Map>Map ==> N198208148
EoCl1715842699 == Map>Map ==> EoCl-1244851893
EoCl-1244851893[D_space_used]
N225216836[srcMemA]
N198208148[srcMemB]
EoCl-1244851893 == Map>Map ==> N225216836
EoCl-1244851893 == Map>Map ==> N198208148
EoCl-1244851893 == Map>Map ==> EoCl1275108041
EoCl1275108041[B_space_used]
N225216836[srcMemA]
N198304868[srcMemB]
EoCl1275108041 == Map>Map ==> N225216836
EoCl1275108041 == Map>Map ==> N198304868
EoCl1275108041 == Map>Map ==> EoCl387604360
EoCl387604360[A_space_used]
N225216836[srcMemA]
N225223780[srcMemB]
EoCl387604360 == Map>Map ==> N225216836
EoCl387604360 == Map>Map ==> N225223780
EoCl387604360 == Map>Map ==> EoCl387604360_end[end]
```
### 2024-07-14 1.0.3 版本发布
- 新增了对于 `char` 类型的计算支持
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import org.jocl.Sizeof;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
// 首先准备两个字符数组
final char[] a = "ABCD".toCharArray();
final char[] b = "1234".toCharArray();
// 初始化EasilyOpenJCL 在这里指定组件支持的 内核 这里指定的是将两个字符数组的对应位置的字符 ASCII 相加
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_CHAR2);
// 在这里开始计算，相同位置的字符进行相加，结果存放在数组 c 中 例如 ‘A’ + ‘1’ = 65 + 49 = 114 = ‘r’
easilyOpenJCL.calculate(a, b, (byteBuffer) -> {
for (int i = 0; i < 4; i++) {
System.out.print(byteBuffer.getChar(i * Sizeof.cl_char2) + " ");
}
}, 4, KernelSource.ARRAY_ADD_ARRAY_CHAR2);
}
}
```
- 可进行加密与解密操作
> 为了可读性，我们在这里使用的是数组方式的计算，这样的计算效率比较地下，建议实际操作中使用 内存操作！
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.LengthKernelSource;
public class Main {
public static void main(String[] args0) {
// 首先准备两个字符数组 第一个是需要被加密的值
final char[] a = "ABCD".toCharArray();
// 第二个是加/解密的密钥
final char[] b = "123".toCharArray();
// 准备两个字符数组 用于存放加密/解密结果
final char[] c = new char[4], d = new char[4];
// 初始化EasilyOpenJCL 在这里指定组件支持的 内核 这里指定的是将两个字符数组的对应位置的字符 ASCII 相加
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
LengthKernelSource.ARRAY_ENCODE_XOR_ARRAY_CHAR2,
LengthKernelSource.ARRAY_DECODE_XOR_ARRAY_CHAR2
);
easilyOpenJCL.calculate(a, b, c, LengthKernelSource.ARRAY_ENCODE_XOR_ARRAY_CHAR2);
System.out.println("编码结果：" + new String(c));
easilyOpenJCL.calculate(c, b, d, LengthKernelSource.ARRAY_DECODE_XOR_ARRAY_CHAR2);
System.out.println("解码结果：" + new String(d));
}
}
```
### 2024-07-12 1.0.2 版本发布
- 新增了幂运算支持 最值比较支持 克罗内克积 计算支持
- 对于计算操作时 结果指针的内存进行优化 对计算过程的性能进行优化
- 新增了内存空间对象 `MemSpace` 的支持
### 2024-07-10 1.0.1 版本发布
- 在本次更新中，我们针对获取到 EasilyOpenJCL 实例的函数进行了优化，允许使用者自己来决定要使用的平台和设备等信息，下面是关于该函数的使用示例。
```java
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.EasilyOpenJCL;
import io.github.BeardedManZhao.easilyJopenCL.kernel.KernelSource;
import java.util.Arrays;
import static org.jocl.CL.CL_DEVICE_TYPE_GPU;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 准备一个 显卡计算组件！这里我们的构造函数多了两个操作
final EasilyOpenJCL easilyOpenJCL = EasilyOpenJCL.initOpenCLEnvironment(
// 在这里我们可以使用函数的方式实现获取平台了！
clPlatformIds -> {
// 输入参数是所有平台的对象组成的数组 我们在这里直接返回要使用的平台的索引就可以咯！
System.out.println("Platforms: " + Arrays.toString(clPlatformIds));
return 0;
},
// 在这里设置的是设备类型哦
CL_DEVICE_TYPE_GPU,
// 在这里我们可以使用函数的方式实现获取设备了！
clDeviceIds -> {
// 输入参数是所有设备的对象组成的数组 我们在这里直接返回要使用的设备的索引就可以咯！
System.out.println("Devices: " + Arrays.toString(clDeviceIds));
return 0;
},
// 后面就没有什么区别了
KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT, KernelSource.ARRAY_SUB_NUMBER_FLOAT,
KernelSource.ARRAY_MUL_NUMBER_DOUBLE, KernelSource.ARRAY_DIV_NUMBER_DOUBLE
);
if (easilyOpenJCL.isNotReleased()) {
final float[] srcArrayA = new float[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
final float[] srcArrayB = new float[]{10};
final float[] dstArray = new float[srcArrayA.length];
easilyOpenJCL.calculate(srcArrayA, srcArrayB, dstArray, KernelSource.ARRAY_ADD_NUMBER_FLOAT);
System.out.println(Arrays.toString(dstArray));
}
easilyOpenJCL.releaseResources();
}
}
```
- 本次更新对于数据传输进行了一些优化，相较于上一个版本 速度提升了数倍，未来还将继续提升和优化！
------
***操作记录***
作者：[zhao](https://www.lingyuzhao.top//index.html?search=4 "zhao")
操作时间：2025-01-20 14:30:52 星期一 【时区：UTC 8】
事件描述备注：保存/发布
中国 天津
[](如果不需要此记录可以手动删除，每次保存都会自动的追加记录)
