微軟並行編程類庫Parallel Extensions初探 Part1

概述

Microsoft Parallel Extensions to the .NET Framework 3.5是一個託管編程模型，用於資料並行化和任務並行化，並可對統一在共同的工作發送器之下的並行硬體進行協調。 Parallel Extensions to the .NET Framework 3.5使開發人員更容易編寫出充分發揮並行硬體的優勢的程式，不但能隨著處理器數量的增長而提高效能，而且避免了許多舊有並發編程模型的複雜性。

你可以從這裡下載Microsoft Parallel Extensions to the .NET Framework 3.5 June 2008 CTP版本，安裝後會註冊一個System.Threading.dll程式集到GAC中。Parallel Extensions主要由兩部分組成：Task Parallel Library（TPL）和Parallel LINQ （PLINQ），它們將會整合在.NET Framework 4.0中。

簡單調用

在開始之前，我們不妨停下來思考幾個問題：如果有多個線程在同一時間訪問同一個變數，它們之間可能會互相影響，該如何解決？如果有多個線程同時鎖住了一些資源，由於互相等待而造成死結，該如何解決？如果覺的這些問題很難解決，那就不要思考了，有了Parallel.Invoke，無需再去考慮這些令人頭疼的問題，我們先定義三個任務：

private void Task1(){    Thread.Sleep(1000);}private void Task2(){    Thread.Sleep(2000);}private void Task3(){    Thread.Sleep(3000);}

並行調用這三個任務，只需要一句話：

Parallel.Invoke(Task1, Task2, Task3);

除此之外，還可以把所有的任務放在一個Action資料群組中，再進行調用，如下程式碼片段，這在某些情境中會非常的有用，我們在設計階段無需考慮最終運行時將會有多少個任務會執行：

Action[] actions = { Task1, Task2, Task3 };Parallel.Invoke(actions);

我們不妨對Parallel.Invoke做一個簡單的測試，如下程式碼片段所示：

private long InvokeSequential(){    Stopwatch watch = new Stopwatch();    watch.Start();    Task1();    Task2();    Task3();    watch.Stop();    return watch.ElapsedMilliseconds;}private long InvokeParallel(){    Stopwatch watch = new Stopwatch();    watch.Start();    Parallel.Invoke(Task1, Task2, Task3);    watch.Stop();    return watch.ElapsedMilliseconds;}private long InvokeParallelArray(){    Stopwatch watch = new Stopwatch();    watch.Start();    Action[] actions = { Task1, Task2, Task3 };    Parallel.Invoke(actions);    watch.Stop();    return watch.ElapsedMilliseconds;}

來看看最後的結果：

  

迴圈調用

迴圈執行某件事情應該是我們編程中經常遇到的問題，但是之前所有的迴圈只能順序的進行執行，如下面這段代碼，再平常不過了：

for (int i = 0; i < 10; i++){    Compute(i);} 

在Parallel Extensions中，可以使用Parallel.For來並行的執行迴圈任務：

Parallel.For(0, 10,        delegate (int i){            Compute(i);        }    );

甚至有了Lambda運算式，還可以更簡單的編寫為：

Parallel.For(0, 10,        i => { Compute(i);}    );

現在，我們再來做一個簡單的測試，代碼如下：

private static long SequentialForLoop(){    Stopwatch watch = new Stopwatch();    watch.Start();    for (int i = 0; i < 10; i++)    {        Compute(i);    }     watch.Stop();    return watch.ElapsedMilliseconds;}private static long ParallelForLoop(){    Stopwatch watch = new Stopwatch();    watch.Start();    Parallel.For(0, 10,            i => { Compute(i);}        );    watch.Stop();    return watch.ElapsedMilliseconds;}private static void Compute(int i){    Thread.Sleep(200 * i);}

測試結果如下：

類似的在Parallel中還提供了Parallel.ForEach方法，如所示：

 

我們使用類似於如下的代碼來使用該方法：

List<int> data = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };Parallel.ForEach(        data,        i => { Compute(i); }    );

總結

以上簡單的介紹了Task Parallel Library中的Parallel， 希望對大家有所協助。