c 並行和多執行緒程式設計 認識Parallel

2021-10-19 14:41:16 字數 4370 閱讀 1090

隨著多核時代的到來,並行開發越來越展示出它的強大威力!使用並行程式,充分的利用系統資源,提高程式的效能。在.net 4.0中,微軟給我們提供了乙個新的命名空間:system.threading.tasks。這裡面有很多關於並行開發的東西,今天第一篇就介紹下最基礎,最簡單的——認識和使用parallel。

一、 parallel的使用

在parallel下面有三個常用的方法invoke,for和foreach。

1、parallel.invoke

這是最簡單,最簡潔的將序列的**並行化。

在這裡先講乙個知識點,就是stopwatch的使用,最近有一些人說找不到stopwatch,stopwatch到底是什麼東西,今天就來說明一下。

stopwatch在system.diagnostics命名控制項,要使用它就要先引用這個命名空間。

其使用方法如下:

下面進入整體,開始介紹parallel.invoke方法,廢話不多說了,首先新建乙個控制台程式,新增乙個類,**如下:12

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29public class paralleldemo

public void run2()

public void parallelinvokemethod()

}**很簡單,首先新加乙個類,在類中寫了兩個方法,run1和run2,分別等待一定時間,輸出一條資訊,然後寫了乙個測試方法parallelinvokemethod,分別用兩種方法呼叫run1和run2,然後在main方法中呼叫,下面來看一下執行時間如何:

大家應該能夠猜到,正常呼叫的話應該是5秒多,而parallel.invoke方法呼叫用了只有3秒,也就是耗時最長的那個方法,可以看出方法是並行執行的,執行效率提高了很多。

2、parallel.for

這個方法和for迴圈的功能相似,下面就在類中新增乙個方法來測試一下吧。**如下:12

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1920

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public void parallelformethod()

}stopwatch.stop();

console.writeline("normalfor run " + stopwatch.elapsedmilliseconds + " ms.");

stopwatch.reset();

stopwatch.start();

parallel.for(0, 10000, item =>

});stopwatch.stop();

console.writeline("parallelfor run " + stopwatch.elapsedmilliseconds + " ms.");

}寫了兩個迴圈,做了一些沒有意義的事情,目的主要是為了消耗cpu時間,同理在main方法中呼叫,執行結果如下圖:

可以看到,parallel.for所用的時間比單純的for快了1秒多,可見提公升的效能是非常可觀的。那麼,是不是parallel.for在任何時候都比for要快呢?答案當然是「不是」,要不然微軟還留著for幹嘛?

下面修改一下**,新增乙個全域性變數num,**如下:12

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37public void parallelformethod()

}stopwatch.stop();

console.writeline("normalfor run " + stopwatch.elapsedmilliseconds + " ms.");

stopwatch.reset();

stopwatch.start();

parallel.for(0, 10000, item =>

}});

stopwatch.stop();

console.writeline("parallelfor run " + stopwatch.elapsedmilliseconds + " ms.");

}parallel.for由於是並行執行的,所以會同時訪問全域性變數num,為了得到正確的結果,要使用lock,此時來看看執行結果:

是不是大吃一驚啊?parallel.for竟然用了15秒多,而for跟之前的差不多。這主要是由於並行同時訪問全域性變數,會出現資源爭奪,大多數時間消耗在了資源等待上面。

一直說並行,那麼從**可以看出來parallel.for是並行執行的呢?下面來寫個測試**:12

34parallel.for(0, 100, i =>

);從0輸出到99,執行後會發現輸出的順序不對,用for順序肯定是對的,並行同時執行,所以會出現輸出順序不同的情況。12

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listlist = new list();

list.add(0);

parallel.foreach(list, item =>

);二、 parallel中途退出迴圈和異常處理

1、當我們使用到parallel,必然是處理一些比較耗時的操作,當然也很耗cpu和記憶體,如果我們中途向停止,怎麼辦呢?

在序列**中我們break一下就搞定了,但是並行就不是這麼簡單了,不過沒關係,在並行迴圈的委託引數中提供了乙個parallelloopstate,

該例項提供了break和stop方法來幫我們實現。

break: 當然這個是通知平行計算盡快的退出迴圈,比如平行計算正在迭代100,那麼break後程式還會迭代所有小於100的。

stop:這個就不一樣了,比如正在迭代100突然遇到stop,那它啥也不管了,直接退出。

下面來寫一段**測試一下:12

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public void parallelbreak()

bag.add(i);

});stopwatch.stop();

console.writeline("bag count is " + bag.count + ", " + stopwatch.elapsedmilliseconds);

}這裡使用的是stop,當數量達到300個時,會立刻停止;可以看到結果"bag count is 300",如果用break,可能結果是300多個或者300個,大家可以測試一下。

2、異常處理

首先任務是平行計算的,處理過程中可能會產生n多的異常,那麼如何來獲取到這些異常呢?普通的exception並不能獲取到異常,然而為並行誕生的aggregateexcepation就可以獲取到一組異常。

這裡我們修改parallel.invoke的**,修改後**如下:12

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49public class paralleldemo

public void run2()

public void parallelinvokemethod()

catch (aggregateexception aex)

}stopwatch.stop();

console.writeline("parallel run " + stopwatch.elapsedmilliseconds + " ms.");

stopwatch.reset();

stopwatch.start();

trycatch(exception ex)

stopwatch.stop();

console.writeline("normal run " + stopwatch.elapsedmilliseconds + " ms.");}}

順序呼叫方法我把異常處理寫一起了,這樣只能捕獲run1的異常資訊,大家可以分開寫。捕獲aggregateexception 異常後,用foreach迴圈遍歷輸出異常資訊,可以看到兩個異常資訊都顯示了。

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