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[C#]『Parallel.For』『Parallel.ForEach』任务并行库使用小计

作者：佚名      ASP.NET网站开发编辑：admin      更新时间：2022-07-23

Parallel 类提供对并行循环和区域的支持。

许多个人计算机和工作站都有两个或四个内核（即 CPU），使多个线程能够同时执行。 在不久的将来，计算机预期会有更多的内核。 为了利用当今和未来的硬件，您可以对代码进行并行化，以将工作分摊在多个处理器上。 过去，并行化需要线程和锁的低级操作。 Visual Studio 2010 和 .NET Framework 4 提供了新的运行时、新的类库类型以及新的诊断工具，从而增强了对并行编程的支持。 这些功能简化了并行开发，使您能够通过固有方法编写高效、细化且可伸缩的并行代码，而不必直接处理线程或线程池。 下图从较高层面上概述了 .NET Framework 4 中的并行编程体系结构。

IC387462

上面是MSDN对于并行任务的解释，简而言之就是同时执行多个任务，带来效率上的提高，但是同时带来CPU占用；

 

1.简单Parallel.For/Parallel.ForEach循环

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace Consoleapplication17
{
    class PRogram
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                NormalFor();
                ParallelFor();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(string.Format("Exception Message:{0}", ex.Message.Trim()));
            }
            finally
            {
                Console.ReadLine();
            }
        }
        static int _forCount = 100;
        static void NormalFor()
        {
            Stopwatch _watch = new Stopwatch();
            _watch.Start();
            for (int i = 0; i < _forCount; i++)
            {
                DoSomeWork(i);
            }
            _watch.Stop();
            Console.WriteLine(string.Format("Normal For Cost Time:{0}", _watch.ElapsedMilliseconds));
        }
        static void ParallelFor()
        {
            Stopwatch _watch = new Stopwatch();
            _watch.Start();
            //写法一
            Parallel.For(0, _forCount, i =>
            {
                DoSomeWork(i);
            });
            _watch.Stop();
            Console.WriteLine(string.Format("Parallel For Cost Time:{0}", _watch.ElapsedMilliseconds));
            /*
            Parallel.For(0, _forCount, DoSomeWork);//写法二
            Parallel.For(0, _forCount, (int i) => { DoSomeWork(i); });//写法三
            */
        }
        static void DoSomeWork(int i)
        {
            if (i < 0)
                throw new ArgumentException("i");
            Thread.Sleep(100);
        }
    }
}

代码效果

image

2.停止或中断 Parallel.For 循环 
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace ConsoleApplication17
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                BreakParallelFor();
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(string.Format("Exception Message:{0}", ex.Message.Trim()));
            }
            finally
            {
                Console.ReadLine();
            }
        }
        static int _forCount = 100;
        static void BreakParallelFor()
        {
            Parallel.For(0, _forCount, (i, status) =>
            {
                if (i == 22)
                {
                    Console.WriteLine("Parallel For Break....");
                    status.Break();
                }
                Console.WriteLine(string.Format("output :{0}", i));
                Thread.Sleep(100);
            });
        }
    }
}

代码效果

image

看看MSDN关于此的解释：

在 ParallelFor() 或 [Overload:System.Threading.Tasks.Parallel.Parallel.ForEach`1] 循环中，不能使用与顺序循环中相同的 break 或 Exit 语句，这是因为这些语言构造对于循环是有效的，而并行“循环”实际上是方法，不是循环。 相反，可以使用 Stop 或 Break 方法。 Parallel.For的一些重载接受 Action<int, ParallelLoopState>（在 Visual Basic 中为 Action(Of Integer, ParallelLoopState)）作为输入参数。 ParallelLoopState 对象由运行时在后台创建，您可以在 lambda 表达式中为它指定您喜欢的任何名称。

在调用 Stop 或 Break 后，循环中的其他线程可能会继续运行一段时间（这不受应用程序开发人员的控制），理解这一点很重要。 可以使用 ParallelLoopState.IsStopped 属性检查是否已在另一个线程上停止该循环。

理解黄色标注地方很重要；

 

3.具有线程局部变量的 Parallel.ForEach Parallel.For 循环

using System;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApplication17
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                //例子参考自MSDN：http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd460703%28v=vs.100%29.aspx
                int[] _nums = Enumerable.Range(0, 10).ToArray();
                long _fortotal = 0, _foreahtotal = 0;
                Parallel.For<long>(0, _nums.Length,
                    () => 0,//每次遍历开始时候初始化变量 类似于 int _subSum=0;
                    (i, loopStatus, eachLoopTotal) =>//i:循环的索引;loopstatus:并行遍历状态;eachLoopTotal:每次遍历累加小计值
                    {
                        eachLoopTotal += _nums[i];
                        return eachLoopTotal;
                    },
                    (eachLoopTotal) =>//遍历结束时候，将上面每次累加小计数值传递过来，进行总的累加
                    {
                        Interlocked.Add(ref _fortotal, eachLoopTotal);
                    });
                /*
                localInit
                    类型：System.Func<TLocal>
                    用于返回每个线程的本地数据的初始状态的函数委托。

                body
                    类型：System.Func<Int64, ParallelLoopState, TLocal, TLocal>
                    将为每个迭代调用一次的委托。

                localFinally
                    类型：System.Action<TLocal>
                    用于对每个线程的本地状态执行一个最终操作的委托。
                 */
                Parallel.ForEach<int, long>(_nums,
                      () => 0,
                      (i, loopStatus, eachLoopTotal) =>
                      {
                          eachLoopTotal += _nums[i];
                          return eachLoopTotal;
                      },
                      (eachLoopTotal) =>
                      {
                          Interlocked.Add(ref _foreahtotal, eachLoopTotal);
                      });

                Console.WriteLine("The Parallel.For is {0}", _fortotal);
                Console.WriteLine("The Parallel.ForEach is {0}", _foreahtotal);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(string.Format("Exception Message:{0}", ex.Message.Trim()));
            }
            finally
            {
                Console.ReadLine();
            }
        }
    }
}
 
代码效果

image

 

4.取消 Parallel.For/ForEach Loop

using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace ConsoleApplication17
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                /*
                 CancellationToken 获取或设置与此 ParallelOptions 实例关联的 CancellationToken。 
                 MaxDegreeOfParallelism 获取或设置此 ParallelOptions 实例所允许的最大并行度。 
                 TaskScheduler 获取或设置与此 ParallelOptions 实例关联的 TaskScheduler。 将此属性设置为 null，以指示应使用当前计划程序。
                 MaxDegreeOfParallelism MaxDegreeOfParallelism设置为2,表示最多可以有2个并行量(可以理解成并行线程数目),如果设置为为 -1，表示对于应该使用的并行量没有上限设置。如果将其设置为1,则效果和单线程一样.
                 */
                CancellationTokenSource _cancel = new CancellationTokenSource();
                ParallelOptions _po = new ParallelOptions();
                _po.CancellationToken = _cancel.Token;
                _po.MaxDegreeOfParallelism = Environment.ProcessorCount;
 
                Parallel.For(0, 100, _po, i =>
                    {
                        if (i == 22)
                            _cancel.Cancel();
                        Console.WriteLine(string.Format("output {0}", i));
                    });
            }
            catch (OperationCanceledException e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
            catch (Exception ex)
            {
                Console.WriteLine(string.Format("Exception Message:{0}", ex.Message.Trim()));
            }
            finally
            {
                Console.ReadLine();
            }
        }
    }
}

代码效果

image