细说并发编程-TPL (3)

  有的时候,如果通过一个任务自己的线程来执行该任务,或者说单独一个线程来处里该任务,编码会变得更简单。但是,如果这样做,肯定要使用额外的资源,也不是十分“经济”(没有使用尽量少的代码达到目的)。现在,即使要付出一些资源作为代价,我也宁愿选择简单的编码过程。否则,干脆坚持一直用机器语言写程序好了,完全没必要成为一名C#开发人员。但有的时候,一些人在使用线程时,觉得自己选择了一种更容易的编码方式,但实际上,它们是将事情(和它们的代码)大大复杂化了。通常,在你引入线程时,引入的是要相互协作的代码,它们可能要求线程同步构造知道另一个线程在什么时候终止。一旦开始涉及协作,就要使用更多的资源,同时会使代码变得更复杂。所以,在开始使用线程之前,务必确定线程真的能够帮助你。

可以使用线程来实现并发执行
  如果(而且只有)知道自己的应用程序要在多CPU机器上运行,那么让多个任务同时运行,就能提高性能。现在安装了多个CPU(或者一个多核CPU)的机器相当普遍,所以设计应用程序来使用多个内核是有意义的。

3 数据并行(Data Parallelism) 3.1 数据并行

  数据并行是指对源集合或数组中的元素同时（即并行）执行相同操作的情况。在数据并行操作中，源集合被分区，以便多个线程可以同时在不同的段上操作。

  数据并行性是指对源集合或数组中的元素同时任务并行库（TPL）通过system.threading.tasks.parallel类支持数据并行。这个类提供了for和for each循环的基于方法的并行实现。

  您为parallel.for或parallel.foreach循环编写循环逻辑，就像编写顺序循环一样。您不必创建线程或将工作项排队。在基本循环中，您不必使用锁。底层工作TPL已经帮你处理。

  下面代码展示顺序和并行：

// Sequential version foreach (var item in sourceCollection) { Process(item); } // Parallel equivalent Parallel.ForEach(sourceCollection, item => Process(item));

  并行循环运行时，TPL对数据源进行分区，以便循环可以同时在多个部分上运行。在后台，任务调度程序根据系统资源和工作负载对任务进行分区。如果工作负载变得不平衡，调度程序会在多个线程和处理器之间重新分配工作。

  下面的代码来展示如何通过Visual Studio调试代码:

public static void test() { int[] nums = Enumerable.Range(0, 1000000).ToArray(); long total = 0; // Use type parameter to make subtotal a long, not an int Parallel.For<long>(0, nums.Length, () => 0, (j, loop, subtotal) => { subtotal += nums[j]; return subtotal; }, (x) => Interlocked.Add(ref total, x) ); Console.WriteLine("The total is {0:N0}", total); Console.WriteLine("Press any key to exit"); Console.ReadKey(); }

选择调试 > 开始调试，或按F5。
应用在调试模式下启动，并会在断点处暂停。

在中断模式下打开线程通过选择窗口调试 > Windows > 线程。 您必须位于一个调试会话以打开或请参阅线程和其他调试窗口。

3.2 Parallel.For剖析

  查看Parallel.For的底层,

public static ParallelLoopResult For<TLocal>(int fromInclusive, int toExclusive, Func<TLocal> localInit, Func<int, ParallelLoopState, TLocal, TLocal> body, Action<TLocal> localFinally);

  清楚的看到有个func函数,看起来很熟悉。

[TypeForwardedFrom("System.Core, Version=3.5.0.0, Culture=Neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089")] public delegate TResult Func<out TResult>();

原来是定义的委托,有多个重载，具体查看文档[https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.func-4?view=netframework-4.7.2]

  实际上TPL之前,实现并发或多线程,基本都要使用委托。

TIP:关于委托,大家可以查看(https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/tour-of-csharp/delegates)。或者《细说委托》(https://www.cnblogs.com/laoyu/archive/2013/01/13/2859000.html)

参考

  https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/parallel-programming/

  https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/tour-of-csharp/delegates

  https://www.cnblogs.com/laoyu/archive/2013/01/13/2859000.html

  《C#并发经典实例》

  《CLR via C#》第3版