C# Parallel.For 的使用

Parallel.For是微軟提供的一個簡單的並行計算的方法，這篇文章主要有兩個目的

其一，介紹一下Parallel.For的使用

其二，和串行進行比較

1.現在來看看不訪問相同資源時，Parallel.For和串行的效率如何，以下是代碼

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace AppCode
{
    class Program
    {
        static object obj = new object();
        static long lvalue = 0;
        static void Main(string[] args)
        {
            System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();

            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
            stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
            stopwatch.Start();


            int temp = int.MaxValue / 100;

           
            for (int j = 0; j < 10; j++)
            {
                string value = "";
                for (int i = 0; i < temp; i++)
                {
                    value = i.ToString();
                }
            }
            Console.WriteLine("串行總用   " + stopwatch.ElapsedMilliseconds + "ms");


            stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
            stopwatch.Start();
            Parallel.For(0, 10, item =>
            {
                
                string value = "";
                for (int i = 0; i < temp; i++)
                {
                    value = i.ToString();
                }
            });
            Console.WriteLine("並行總用   " + stopwatch.ElapsedMilliseconds + "ms");



            Console.Read();
        }

       
    }
}

 結論：從下圖看，結果顯而易見，不訪問相同資源循環相同次數並行比串行快一倍有餘

2.現在來看看訪問相同資源時，Parallel.For和串行的效率如何，以下是代碼

using System;
using System.Threading.Tasks;

namespace AppCode
{
    class Program
    {
        static object obj = new object();
        static long lvalue = 0;
        static void Main(string[] args)
        {
            System.Diagnostics.Stopwatch stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();

            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
            stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
            stopwatch.Start();


            int temp = int.MaxValue / 100;

            //第一層循環10次
            for (int j = 0; j < 10; j++)
            {
                //第二層循環temp次
                for (int i = 0; i < temp; i++)
                {
                    //本來是不需要加的，爲了控制單一變量，使其和並行一致
                    lock (obj)
                    {
                        lvalue+=i;
                    }
                }
            }
            Console.WriteLine("串行總用   " + stopwatch.ElapsedMilliseconds + "ms lvalue=" + lvalue);

            lvalue = 0;
            stopwatch = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
            stopwatch.Start();
            //第一層循環10次
            Parallel.For(0, 10, item =>
            {
                //第二層循環temp次
                for (int i = 0; i < temp; i++)
                {
                    lock (obj)
                    {
                        lvalue+=i;
                    }
                }
            });
            Console.WriteLine("並行總用   " + stopwatch.ElapsedMilliseconds + "ms lvalue=" + lvalue);



            Console.Read();
        }

       
    }
}

結論：從下圖結果可以看出，訪問相同資源時循環相同次數並行比串行還要慢

3.幾種常用的Parallel.For的使用方法

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

namespace AppCode
{
    class Program
    {
        static object obj = new object();
        static long lvalue = 0;
        static void Main(string[] args)
        {
            CancellationTokenSource cancellationSource = new CancellationTokenSource();
            ParallelOptions options = new ParallelOptions();
            options.MaxDegreeOfParallelism = 2; // 最大並行度，並行的任務有幾個
            options.CancellationToken = cancellationSource.Token;

            //直接循環100次(0開始100結束)，並輸出線程id和循環到了幾次
            Parallel.For(0, 100, (i) =>
             {
                 Console.WriteLine("Thread={0}, i={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);
             });

            //這是一個跳出循環的實例
            //在 Parallel.For中，不能使用與順序循環中相同的 break 或 Exit 語句，這是因爲這些語言構造對於循環是有效的，而並行“循環”實際上是方法，不是循環。 相反，可以使用 Stop 或 Break 方法
            //1.Stop 調用方法指示尚未開始的循環的任何迭代都無需運行。 它可以有效地取消循環的任何其他迭代。 但是, 它不會停止已經開始執行的任何迭代。調用方法會導致此IsStopped屬性返回true到仍在執行的循環的任何迭代。 Stop 這對於長時間運行的迭代特別有用, 它可以檢查IsStopped屬性並在其值爲時true提前退出。
            //2.Break 指示應運行當前迭代之後的任何迭代。 它可以有效地取消循環的任何其他迭代。 但是, 它不會停止已經開始執行的任何迭代。 例如, 如果Break是從從0到1000的並行循環的第100迭代調用的, 則所有小於100的迭代仍應運行, 但不會執行從101到1000的迭代。
            //Stop和Break的區別就在於，Stop僅僅通知其他迭代儘快結束，而Break不僅通知其他迭代儘快結束，同時還要保證退出之前要完成LowestBreakIteration之前的迭代。
            ParallelLoopResult loopResult = Parallel.For(0, 1000, options, (i, loopState) =>
            {
                if (i == 100)
                {
                    loopState.Stop();
                    Console.WriteLine("Stop Thread={0}, i={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);
                }

                Console.WriteLine("Finish Thread={0}, i={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);
            });


            //最大並行度，並行的任務有幾個，這是在上面設置的2個
            Parallel.For(0, 10, options, (i) =>
            {
                Console.WriteLine("Thread={0}, i={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);
            });

            Parallel.For(0, 10, options, (i, localState) =>
            {
                Console.WriteLine("i={0}, Task={1}, Thread={2}", i, Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            });


            Console.Read();
        }



    }
}