Net4.0 Parallel编程（二）Data Parallelism 中_转

在上篇文章中看过了使用Parrallel.For、Parael.Foreach在效率上给我们带来的提高。本文就来如何终止循环、线程局部变量进行说明。

Thread-Local Variables

首先我们来看下线程局部变量，是的我们也许一直在想我们如何去定义一个线程局部变量呢。先看段顺序执行的代码：

[TestMethod()] 
public void NormalSequenceTest() 
{ 
    int[] nums = Enumerable.Range(0, 1000000).ToArray(); 
    long total = 0; 
    for (int i = 0; i < nums.Length;i++ ) 
    { 
        total += nums[i]; 
    } 
    Console.WriteLine("The total is {0}", total); 
}

执行结果：

我们再来看这段代码：

[TestMethod()] 
public void NormalParallelTest() 
{ 
    int[] nums = Enumerable.Range(0, 1000000).ToArray(); 
    long total = 0; 
    Parallel.For(0,nums.Length,i=> 
    { 
        total += nums[i]; 
    }); 
    Console.WriteLine("The total is {0}", total); 
}

执行结果：

再运行下：

也许我们会感到很奇怪为什么会这样呢，其实我们想想就可以明白了，total变量是公共的，而我们的程序是多个线程的加，而多个线程之间是不能把数据共享的。其实我们需要的是在每个线程中计算出一个和值，然后再进行累加。我们来看看线程局部变量：

[TestMethod()] 
public void ThreadLocalTest() 
{ 
    int[] nums = Enumerable.Range(0, 1000000).ToArray(); 
    long total = 0; 
    Parallel.For<long>(0, nums.Length, () => 0, (j, loop, subtotal) => 
    { 
        subtotal += nums[j]; 
        return subtotal; 
    }, 
        (x) => Interlocked.Add(ref total, x) 
    ); 
      
    Console.WriteLine("The total is {0}", total); 
}

我们再看下执行结果：

下面说下泛型方法Parallel.For<T>方法，方法的原型：

1.public static ParallelLoopResult For<TLocal>(int fromInclusive, int toExclusive, Func<TLocal> localInit, Func<int, ParallelLoopState, TLocal, TLocal> body, Action<TLocal> localFinally);

TLocal:线程变量的类型；第一个、第二个参数就不必多说了，就是其实值跟结束值。

localInit：每个线程的线程局部变量初始值的设置；

body：每次循环执行的方法，其中方法的最后一个参数就是线程局部变量；

localFinally：每个线程之后执行的方法。

相信这样解释后就能明白了为什么需要线程局部变量了，也明白如何使用线程局部变量了。我们再看看在Parallel.Foreach<T>中如何使用：

[TestMethod()] 
public void ForeachThreadLocalTest() 
{ 
    int[] nums = Enumerable.Range(0, 1000000).ToArray(); 
    long total = 0; 
    Parallel.ForEach<int,long>(nums,()=>0,(member,loopState,subTotal)=> 
        { 
            subTotal += member; 
            return subTotal; 
        }, 
            (perLocal)=> Interlocked.Add(ref total,perLocal) 
       ); 
    Console.WriteLine("The total is {0}", total); 
}

要注意的是，我们必须要使用ForEach<TSource, TLocal>，因为第一个参数表示的是迭代源的类型，第二个表示的是线程局部变量的类型，其方法的参数跟For是差不多的。

Break、Stop

首先我们可以看到在Parallel.For的一个重载方法中：

1.public static ParallelLoopResult For(int fromInclusive, int toExclusive, Action<int, ParallelLoopState> body);

在委托的最后一个参数类型为ParallelLoopState,而ParallelLoopState里面提供给我们两个方法：Break、Stop来终止迭代，而Break跟Stop的区别是什么呢？我们来看两段代码：

private void StopLoop() 
{ 
    var Stack = new ConcurrentStack<string>(); 
    Parallel.For(0, 10000, (i, loopState) => 
    { 
        if (i < 1000) 
            Stack.Push(i.ToString()); 
        else
        { 
            loopState.Stop(); 
            return; 
        } 
    }); 
    Console.WriteLine("Stop Loop Info:\n elements count:{0}", Stack.Count);     
} 
private void BreakLoop() 
{ 
    var Stack = new ConcurrentStack<string>(); 
    var stringList = this.ConstructString(10000); 
    Parallel.For(0, stringList.Count, (i, loopState) => 
    { 
        Stack.Push(stringList[i]); 
        if (stringList[i].Contains("999")) 
        { 
            loopState.Break(); 
        } 
    }); 
    Console.WriteLine("Stop Loop Info:\n elements count:{0}", Stack.Count); 
} 
private List<string> ConstructString(int number) 
{ 
    var stringList = new List<string>(); 
    Parallel.For(0, number - 1, i => 
    { 
        stringList.Add(i.ToString()); 
    }); 
    return stringList; 
}

测试方法：

[TestMethod()] 
public void LoopTest() 
{ 
    StopLoop(); 
    BreakLoop(); 
}

来看看运行结果吧：

其实这个例子只是想告诉大家，为什么第一个用Stop，第二个用Break。原因是：第一个例子中我只关心的是循环的迭代变量i的值，我只要1000个字符串，而不去管这1000个字符串是什么东西。所以当达到1000时，我们就立刻停止所有的迭代包括其他线程上的。而第二个方法中我们是判断的源中的某个索引值，这个时候有可能较早的元素还未处理。

其实在我们调用过Stop或者Break方法后，循环上的其他的线程可能还会运行一段时间，其实我们可以通过IsStopped属性来判断循环是在其他线程上停止。Foreach中的使用就不再看了，跟For是一样的。

总结

在本文中，主要介绍了如何停止循环、使用线程局部变量。在里面我们看到了我们在使用并行开发时，有很多东西是需要我们去注意的。在下文中将介绍下异常处理、取消循环等话题。

posted on 2010-08-28 17:57 一粒沙阅读(562) 评论(0) 编辑收藏举报