介紹
C# 4.0 的新特性之並行運算
* Parallel.For - for 循環的並行運算
* Parallel.ForEach - foreach 循環的並行運算
* Parallel.Invoke - 並行調用多個任務
* Task - 任務，基於線程池。其使我們對並行編程變得更簡單，且不用關心底層是怎麼實現的
* PLINQ - 用於對內存中的數據做並行運算，也就是說其只支持 LINQ to Object 的並行運算
示例
1、Parallel.For 的 Demo
Parallel/ParallelFor.aspx.cs
代碼
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
namespace CSharp.Parallel
{
public partial class ParallelFor : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
Normal();
ParallelForDemo();
}
private void Normal()
{
DateTime dt = DateTime.Now;
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
GetData(i);
}
Response.Write((DateTime.Now - dt).TotalMilliseconds.ToString());
Response.Write("<br />");
Response.Write("<br />");
}
private void ParallelForDemo()
{
DateTime dt = DateTime.Now;
// System.Threading.Tasks.Parallel.For - for 循環的並行運算
System.Threading.Tasks.Parallel.For(0, 20, (i) => { GetData(i); });
Response.Write((DateTime.Now - dt).TotalMilliseconds.ToString());
Response.Write("<br />");
}
private int GetData(int i)
{
System.Threading.Thread.Sleep(100);
Response.Write(i.ToString());
Response.Write("<br />");
return i;
}
}
}
/*
運行結果：
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
2000.0514
0
13
1
19
7
12
18
6
2
8
10
14
4
16
5
3
15
17
9
11
300.0077
*/
2、Parallel.ForEach 的 Demo
Parallel/ParallelForEach.aspx.cs
代碼
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
namespace CSharp.Parallel
{
public partial class ParallelForEach : System.Web.UI.Page
{
private List<int> _data = new List<int>();
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
InitData();
Normal();
ParallelForEachDemo();
}
private void InitData()
{
_data.Clear();
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
_data.Add(i);
}
}
private void Normal()
{
DateTime dt = DateTime.Now;
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
GetData(i);
}
Response.Write((DateTime.Now - dt).TotalMilliseconds.ToString());
Response.Write("<br />");
Response.Write("<br />");
}
private void ParallelForEachDemo()
{
DateTime dt = DateTime.Now;
// System.Threading.Tasks.Parallel.ForEach - foreach 循環的並行運算
System.Threading.Tasks.Parallel.ForEach(_data, (index) => { GetData(index); });
Response.Write((DateTime.Now - dt).TotalMilliseconds.ToString());
Response.Write("<br />");
}
private int GetData(int i)
{
System.Threading.Thread.Sleep(100);
Response.Write(i.ToString());
Response.Write("<br />");
return i;
}
}
}
/*
運行結果：
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
2000.0514
0
6
12
18
1
2
7
13
19
4
3
8
14
9
5
15
10
16
11
17
600.0154
*/
3、Parallel.Invoke 的 Demo
Parallel/ParallelInvoke.aspx.cs
代碼
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
using System.Threading;
namespace CSharp.Parallel
{
public partial class ParallelInvoke : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
var tasks = new Action[] { () => Task1(), () => Task2(), () => Task3() };
// System.Threading.Tasks.Parallel.Invoke - 並行調用多個任務
System.Threading.Tasks.Parallel.Invoke(tasks);
}
private void Task1()
{
Thread.Sleep(3000);
Response.Write("Task1 - " + "ThreadId:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString () + " - " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
Response.Write("<br />");
}
private void Task2()
{
System.Threading.Thread.Sleep(3000);
Response.Write("Task2 - " + "ThreadId:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString () + " - " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
Response.Write("<br />");
}
private void Task3()
{
System.Threading.Thread.Sleep(3000);
Response.Write("Task3 - " + "ThreadId:" + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString () + " - " + DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"));
Response.Write("<br />");
}
}
}
/*
運行結果：
Task2 - ThreadId:26 - 09:11:58
Task1 - ThreadId:25 - 09:11:58
Task3 - ThreadId:24 - 09:11:58
*/
4、Task 的 Demo
Parallel/ParallelTask.aspx.cs
代碼
/*
Task - 任務，基於線程池。其使我們對並行編程變得更簡單，且不用關心底層是怎麼實現的
*/
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace CSharp.Parallel
{
public partial class ParallelTask : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
/*
* CancellationTokenSource - 取消任務的操作需要用到的一個類
* Token - 一個 CancellationToken 類型的對象，用於通知取消指定的操作
* IsCancellationRequested - 是否收到了取消操作的請求
* Cancel() - 結束任務的執行
* ParallelOptions - 並行運算選項
* CancellationToken - 設置一個 Token，用於取消任務時的相關操作
* MaxDegreeOfParallelism - 指定一個並行循環最多可以使用多少個線程
*/
CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
ParallelOptions pOption = new ParallelOptions() { CancellationToken = cts.Token };
pOption.MaxDegreeOfParallelism = 10;
Response.Write("開始執行，3.5 秒後結束");
Response.Write("<br />");
/*
* Task - 任務類
* Factory.StartNew() - 創建並開始一個或一批新任務
* ContinueWith() - 此任務完成後執行指定的另一個任務
* AsyncState - 此任務的上下文對象
* Wait() - 阻塞，直到任務完成
*/
Task task0 = Task.Factory.StartNew(() =>
{
Thread.Sleep(3500);
cts.Cancel();
Response.Write("結束");
Response.Write("<br />");
});
// 通過 System.Threading.Tasks.Parallel.Invoke 執行任務的時候，可以加入 ParallelOptions 參數，用於對此並行運算做一些配置
System.Threading.Tasks.Parallel.Invoke(pOption,
() => Task1(pOption.CancellationToken),
() => Task2(pOption.CancellationToken));
/*
* 一個 Task 內可以包含多個 Task
Task tasks = new Task(() =>
{
Task.Factory.StartNew(() => Method());
Task.Factory.StartNew(() => Method2());
Task.Factory.StartNew(() => Method3());
});
tasks.Start();
// 阻塞，直到整個任務完成
tasks.Wait();
*/
/*
* 帶返回值的 Task
Func<object, long> fun = delegate(object state)
{
return 1.0;
};
Task<long> tsk = new Task<long>(fun, "state");
tsk.Start();
Response.Write(tsk.Result.ToString());
*/
}
private void Task1(CancellationToken token)
{
// 每隔 1 秒執行一次，直到此任務收到了取消的請求
// 注意：雖然此處是其他線程要向主線程（UI線程）上輸出信息，但因為使用了 Task ，所以不用做任 何處理
while (!token.IsCancellationRequested)
{
Response.Write("Task1 - " + "ThreadId: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());
Response.Write("<br />");
Thread.Sleep(1000);
}
}
private void Task2(CancellationToken token)
{
while (!token.IsCancellationRequested)
{
Response.Write("Task2 - " + "ThreadId: " + Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());
Response.Write("<br />");
Thread.Sleep(1000);
}
}
}
}
/*
運行結果：
開始執行，3.5 秒後結束
Task2 - ThreadId: 6
Task1 - ThreadId: 48
Task1 - ThreadId: 48
Task2 - ThreadId: 6
Task2 - ThreadId: 6
Task1 - ThreadId: 48
Task2 - ThreadId: 6
Task1 - ThreadId: 48
結束
*/
5、PLINQ 的 Demo
Parallel/ParallelPLINQ.aspx.cs
代碼
/*
PLINQ - 用於對內存中的數據做並行運算，也就是說其只支持 LINQ to Object 的並行運算
*/
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.UI;
using System.Web.UI.WebControls;
namespace CSharp.Parallel
{
public partial class ParallelPLINQ : System.Web.UI.Page
{
protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
{
List<int> list = new List<int>();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
list.Add(i);
}
// AsParallel() - 並行運算
// AsSequential() - 串行運算
// AsOrdered() - 保持數據的原有順序（AsSequential()指的是串行運算；AsOrdered()指的是如果在 並行運算的前提下，它會把結果先緩存，然後排序，最後再把排序後的數據做輸出）
// AsUnordered() - 可以不必保持數據的原有順序
// WithDegreeOfParallelism() - 明確地指出需要使用多少個線程來完成工作
// WithCancellation(new CancellationTokenSource().Token) - 指定一個 CancellationToken 類 型的參數
ParallelQuery nums = from num in list.AsParallel<int>().AsOrdered<int>()
where num % 10 == 0
select num;
foreach (var num in nums)
{
Response.Write(num.ToString());
Response.Write("<br />");
}
// 聚合方法也可以做並行運算
Response.Write(list.AsParallel().Average().ToString());
Response.Write("<br />");
// 自定義聚合方法做並行運算的 Demo（實現一個取集合的平均值的功能）
double myAggregateResult = list.AsParallel().Aggregate(
// 聚合變量的初始值
0d,
// 在每個數據分區上，計算此分區上的數據
// 第一個參數：對應的數據分區的計算結果；第二個參數：對應的數據分區的每個數據項
(value, item) =>
{
double result = value + item;
return result;
},
// 根據每個數據分區上的計算結果，再次做計算
// 第一個參數：全部數據的計算結果；第二個參數：每個數據分區上的計算結果
(value, data) =>
{
double result = value + data;
return result;
},
// 根據全部數據的計算結果再次計算，得到最終的聚合結果
(result) => result / list.Count
);
Response.Write(myAggregateResult.ToString());
}
}
}
/*
運行結果：
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
49.5
49.5
*/
注：關於並行運算的實例可以參考
http://code.msdn.microsoft.com/ParExtSamples
