Герберт Шилдт - C# 4.0: полное руководство

sw.Start();

// Параллельный вариант инициализации массива в цикле.

Parallel.For(0, data.Length, (i) => data[i] = i );

sw.Stop();

Console.WriteLine("Параллельно выполняемый цикл инициализации: " +

"{0} секунд", sw.Elapsed.TotalSeconds);

sw.Reset();

sw.Start();

// Последовательный вариант инициализации массива в цикле,

for(int i=0; i < data.Length; i++) data[i] = i;

sw.Stop();

Console.WriteLine("Последовательно выполняемый цикл инициализации: " +

"{0} секунд", sw.Elapsed.TotalSeconds);

Console.WriteLine();

// Выполнить преобразования,

sw.Start();

// Параллельный вариант преобразования данных в цикле.

Parallel.For(0, data.Length, MyTransform);

sw.Stop();

Console.WriteLine("Параллельно выполняемый цикл преобразования: " +

"{0} секунд", sw.Elapsed.TotalSeconds);

sw.Reset();

sw.Start();

// Последовательный вариант преобразования данных в цикле,

for(int i=0; i < data.Length; i++) MyTransform(i);

sw.Stop();

Console.WriteLine("Последовательно выполняемый цикл преобразования: " +

"{0} секунд", sw.Elapsed.TotalSeconds);

Console.WriteLine("Основной поток завершен.");

}

}

При выполнении этой программы на двухъядерном компьютере получается следующий результат.

Основной поток запущен.

Параллельно выполняемый цикл инициализации: 1.0537757 секунд

Последовательно выполняемый цикл инициализации: 0.3457628 секунд

Параллельно выполняемый цикл преобразования: 4.2246675 секунд

Последовательно выполняемый цикл преобразования: 5.3849959 секунд

Основной поток завершен.

Прежде всего, обратите внимание на то, что параллельный вариант цикла инициализации массива данных выполняется приблизительно в три раза медленнее, чем последовательный. Дело в том, что в данном случае на операцию присваивания расходуется так мало времени, что издержки на дополнительно организуемое распараллеливание превышают экономию, которую оно дает. Обратите далее внимание на то, что параллельный вариант цикла преобразования данных выполняется быстрее, чем последовательный. В данном случае экономия от распараллеливания с лихвой возмещает издержки на его дополнительную организацию.

----------------------------------

ПРИМЕЧАНИЕ

Как правило, в отношении преимуществ, которые дает распараллеливание различных видов циклов, следует руководствоваться текущими рекомендациями корпорации Microsoft. Кроме того, необходимо убедиться в том, что распараллеливание цикла действительно приводит к повышению производительности, прежде чем использовать такой цикл в окончательно выпускаемом прикладном коде.

----------------------------------

Что касается приведенной выше программы, то необходимо упомянуть о двух других ее особенностях. Во-первых, обратите внимание на то, что в параллельно выполняемом цикле для инициализации данных применяется лямбда-выражение, как показано ниже.

Parallel.For(0, data.Length, (i) => data[i] = i );

Здесь "тело" цикла указывается в лямбда-выражении. (Напомним, что в лямбда-выражении создается анонимный метод.) Следовательно, для параллельного выполнения методом For()совсем не обязательно указывать именованный метод.

И во-вторых, обратите внимание на применение класса Stopwatchдля вычисления времени выполнения цикла. Этот класс находится в пространстве имен System.Diagnostics. Для того чтобы воспользоваться им, достаточно создать экземпляр его объекта, а затем вызвать метод Start(), начинающий отчет времени, и далее — метод Stop(), завершающий отсчет времени. А с помощью метода Reset()отсчет времени сбрасывается в исходное состояние. Продолжительность выполнения можно получить различными способами. В рассматриваемой здесь программе для этой цели использовано свойство Elapsed, возвращающее объект типа TimeSpan. С помощью этого объекта и свойства TotalSecondsвремя отображается в секундах, включая и доли секунды. Как показывает пример рассматриваемой здесь программы, класс Stopwatchоказывается весьма полезным при разработке параллельно исполняемого кода.

Как упоминалось выше, метод For()возвращает экземпляр объекта типа ParallelLoopResult. Это структура, в которой определяются два следующих свойства.

public bool IsCompleted { get; }

public Nullable LowestBreaklteration { get; }

Свойство IsCompletedбудет иметь логическое значение true, если выполнены все шаги цикла. Иными словами, при нормальном завершении цикла это свойство будет содержать логическое значение true. Если же выполнение цикла прервется раньше времени, то данное свойство будет содержать логическое значение false. Свойство LowestBreaklterationбудет содержать наименьшее значение переменной управления циклом, если цикл прервется раньше времени вызовом метода ParallelLoopState.Break().

Для доступа к объекту типа ParallelLoopStateследует использовать форму метода For(), делегат которого принимает в качестве второго параметра текущее состояние цикла. Ниже эта форма метода For()приведена в простейшем виде.

public static ParallelLoopResult For(int fromlnclusive, int toExclusive,

Action body)

В данной форме делегат Action, описывающий тело цикла, определяется следующим образом.

public delegate void Action(T arg1, T2 arg2)

Для метода For()обобщенный параметр T1 должен быть типа int, а обобщенный параметр Т2 — типа ParallelLoopState. Всякий раз, когда делегат Action вызывается, текущее состояние цикла передается в качестве аргумента arg2.

Для преждевременного завершения цикла следует воспользоваться методом Break(), вызываемым для экземпляра объекта типа ParallelLoopStateвнутри тела цикла, определяемого параметром body. Метод Break()объявляется следующим образом.

Вызов метода Break()формирует запрос на как можно более раннее прекращение параллельно выполняемого цикла, что может произойти через несколько шагов цикла после вызова метода Break(). Но все шаги цикла до вызова метода Break()все же выполняются. Следует, также иметь в виду, что отдельные части цикла могут и не выполняться параллельно. Так, если выполнено 10 шагов цикла, то это еще не означает, что все эти 10 шагов представляют 10 первых значений переменной управления циклом.