C# Parallel用法_ZenDei技術網路在線

1、Parallel.Invoke 主要用於任務的並行這個函數的功能和Task有些相似，就是併發執行一系列任務，然後等待所有完成。和Task比起來，省略了Task.WaitAll這一步，自然也缺少了Task的相關管理功能。它有兩種形式: Parallel.Invoke( params Action ...

1、Parallel.Invoke 主要用於任務的並行
　　這個函數的功能和Task有些相似，就是併發執行一系列任務，然後等待所有完成。和Task比起來，省略了Task.WaitAll這一步，自然也缺少了Task的相關管理功能。它有兩種形式:
　　Parallel.Invoke( params Action[] actions);
　　Parallel.Invoke(Action[] actions,TaskManager manager,TaskCreationOptions options);

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

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var actions = new Action[]
            {
                () => ActionTest("test 1"),
                () => ActionTest("test 2"),
                () => ActionTest("test 3"),
                () => ActionTest("test 4")
            };

            Console.WriteLine("Parallel.Invoke 1 Test");
            Parallel.Invoke(actions);

            Console.WriteLine("結束！");
        }

        static void ActionTest(object value)
        {
            Console.WriteLine(">>> thread:{0}, value:{1}",
            Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, value);
        }
    }
}

Program

2、For方法，主要用於處理針對數組元素的並行操作(數據的並行)

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

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };
            Parallel.For(0, nums.Length, (i) =>
            {
                Console.WriteLine("針對數組索引{0}對應的那個元素{1}的一些工作代碼……ThreadId={2}", i, nums[i], Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            });
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Program

3、Foreach方法，主要用於處理泛型集合元素的並行操作(數據的並行)

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> nums = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };
            Parallel.ForEach(nums, (item) =>
            {
                Console.WriteLine("針對集合元素{0}的一些工作代碼……ThreadId={1}", item, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            });
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Program

　　數據的並行的方式二(AsParallel()):

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> nums = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };
            var evenNumbers = nums.AsParallel().Select(item => Calculate(item));
            //註意這裡是個延遲載入,也就是不用集合的時候 這個Calculate裡面的演算法 是不會去運行 可以屏蔽下麵的代碼看效果;
            Console.WriteLine(evenNumbers.Count());
            //foreach (int item in evenNumbers)
            //    Console.WriteLine(item);
            Console.ReadKey();
        }

        static int Calculate(int number)
        {
            Console.WriteLine("針對集合元素{0}的一些工作代碼……ThreadId={1}", number, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            return number * 2;
        }
    }
}

Program

　　.AsOrdered() 對結果進行排序:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp
{

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> nums = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 };
            var evenNumbers = nums.AsParallel().AsOrdered().Select(item => Calculate(item));
            //註意這裡是個延遲載入,也就是不用集合的時候 這個Calculate裡面的演算法 是不會去運行 可以屏蔽下麵的代碼看效果;
            //Console.WriteLine(evenNumbers.Count());
            foreach (int item in evenNumbers)
                Console.WriteLine(item);
            Console.ReadKey();
        }

        static int Calculate(int number)
        {
            Console.WriteLine("針對集合元素{0}的一些工作代碼……ThreadId={1}", number, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            return number * 2;
        }
    }
}

Program

　　ForEach的獨到之處就是可以將數據進行分區，每一個小區內實現串列計算，分區採用Partitioner.Create實現。

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            for (int j = 1; j < 4; j++)
            {
                ConcurrentBag<int>  bag = new ConcurrentBag<int>();
                var watch = Stopwatch.StartNew();
                watch.Start();
                Parallel.ForEach(Partitioner.Create(0, 3000000), i =>
                {
                    for (int m = i.Item1; m < i.Item2; m++)
                    {
                        bag.Add(m);
                    }
                });
                Console.WriteLine("並行計算：集合有:{0},總共耗時：{1}", bag.Count, watch.ElapsedMilliseconds);
                GC.Collect();

            }
        }
    }
}

Program

　　ParallelOptions類
　　ParallelOptions options = new ParallelOptions();
　　//指定使用的硬體線程數為4
　　options.MaxDegreeOfParallelism = 4;
　　有時候我們的線程可能會跑遍所有的內核，為了提高其他應用程式的穩定性，就要限制參與的內核，正好ParallelOptions提供了MaxDegreeOfParallelism屬性。

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    public class Student
    {
        public int ID { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
        public DateTime CreateTime { get; set; }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            var dic = LoadData();
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            var query2 = (from n in dic.Values.AsParallel()
                          where n.Age > 20 && n.Age < 25
                          select n).ToList();
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("並行計算耗費時間：{0}", watch.ElapsedMilliseconds);

            Console.Read();
        }

        public static ConcurrentDictionary<int, Student> LoadData()
        {
            ConcurrentDictionary<int, Student> dic = new ConcurrentDictionary<int, Student>();
            ParallelOptions options = new ParallelOptions();
            //指定使用的硬體線程數為4
            options.MaxDegreeOfParallelism = 4;
            //預載入1500w條記錄
            Parallel.For(0, 15000000, options, (i) =>
            {
                var single = new Student()
                {
                    ID = i,
                    Name = "hxc" + i,
                    Age = i % 151,
                    CreateTime = DateTime.Now.AddSeconds(i)
                };
                dic.TryAdd(i, single);
            });

            return dic;
        }
    }
}

Program

常見問題的處理

　　<1> 如何中途退出並行迴圈？
　　是的，在串列代碼中我們break一下就搞定了，但是並行就不是這麼簡單了，不過沒關係，在並行迴圈的委托參數中提供了一個ParallelLoopState，該實例提供了Break和Stop方法來幫我們實現。
　　Break: 當然這個是通知並行計算儘快的退出迴圈，比如並行計算正在迭代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。

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ConcurrentBag<int> bag = new ConcurrentBag<int>();

            Parallel.For(0, 20000000, (i, state) =>
            {
                if (bag.Count == 1000)
                {
                    //state.Break();
                    state.Stop();
                    return;
                }
                bag.Add(i);
            });

            Console.WriteLine("當前集合有{0}個元素。", bag.Count);

        }
    }
}

Program

　　取消(cancel)

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

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        public static void Main()
        {

            var cts = new CancellationTokenSource();
            var ct = cts.Token;
            Task.Factory.StartNew(() => fun(ct));
            Console.ReadKey();
            //Thread.Sleep(3000);
            cts.Cancel();
            Console.WriteLine("任務取消了！");

        }

        static void fun(CancellationToken token)
        {
            Parallel.For(0, 100000,
                        new ParallelOptions { CancellationToken = token },
                        (i) =>
                        {
                            Console.WriteLine("針對數組索引{0}的一些工作代碼……ThreadId={1}", i, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                        });
        }
    }
}

Program

　　<2> 並行計算中拋出異常怎麼處理？
　　首先任務是並行計算的，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。

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

namespace ConsoleApp1
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            try
            {
                Parallel.Invoke(Run1, Run2);
            }
            catch (AggregateException ex)
            {
                foreach (var single in ex.InnerExceptions)
                {
                    Console.WriteLine(single.Message);
                }
            }
            Console.WriteLine("結束了！");
            //Console.Read();
        }

        static void Run1()
        {
            Thread.Sleep(3000);
            throw new Exception("我是任務1拋出的異常");
        }

        static void Run2()
        {
            Thread.Sleep(5000);
            throw new Exception("我是任務2拋出的異常");
        }
    }
}

Program

　　註意Parallel裡面不建議拋出異常因為在極端的情況下比如進去的第一批線程先都拋異常了此時AggregateExcepation就只能捕獲到這一批的錯誤,然後程式就結束了

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    public class TestClass
    {
        public static List<int> NumberList = null;
        private static readonly object locker = new object();
        public void Test(int Number)
        {
            throw new Exception("1111");
            //lock (locker)
            //{
            //    if (NumberList == null)
            //    {
            //        Console.WriteLine("執行添加");
            //        NumberList = new List<int>();
            //        NumberList.Add(1);
            //        //Thread.Sleep(1000);
            //    }
            //}
            //if (Number == 5 || Number == 7) throw new Exception(string.Format("NUmber{0}Boom!", Number));
            //Console.WriteLine(Number);
        }
    }

    class Program
    {
        private static readonly object locker = new object();
        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> errList = new List<string>();
            try
            {
                Parallel.For(0, 10, (i) =>
                {
                    try
                    {
                        TestClass a = new TestClass();
                        a.Test(i);
                    }
                    catch (Exception ex)
                    {
                        lock (locker)
                        {
                            errList.Add(ex.Message);
                            throw ex;
                        }
                    }
                });
            }
            catch (AggregateException ex)
            {
                foreach (var single in ex.InnerExceptions)
                {
                    Console.WriteLine(single.Message);
                }
            }
            int Index = 1;
            foreach (string err in errList)
            {
                Console.WriteLine("{0}、的錯誤:{1}", Index++, err);
            }
        }
    }
}

Program

　　可以向下麵這樣來處理一下
　　不在AggregateExcepation中來處理而是在Parallel裡面的try catch來記錄錯誤,或處理錯誤

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

namespace ConsoleApp1
{
    public class TestClass
    {
        public static List<int> NumberList = null;
        private static readonly object locker = new object();
        public void Test(int Number)
        {
            throw new Exception("1111");
            //lock (locker)
            //{
            //    if (NumberList == null)
            //    {
            //        Console.WriteLine("執行添加");
            //        NumberList = new List<int>();
            //        NumberList.Add(1);
            //        //Thread.Sleep(1000);
            //    }
            //}
            //if (Number == 5 || Number == 7) throw new Exception(string.Format("NUmber{0}Boom!", Number));
            //Console.WriteLine(Number);
        }
    }

    class Program
    {
        private static readonly object locker = new object();
        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> errList = new List<string>();
            Parallel.For(0, 10, (i) =>
            {
                try
                {
                    TestClass a = new TestClass();
                    a.Test(i);
                }
                catch (Exception ex)
                {
                    lock (locker)
                    {
                        errList.Add(ex.Message);
                    }
                    //Console.WriteLine(ex.Message);
                    //註:這裡不再將錯誤拋出.....
                    //throw ex;
                }
            });

            int Index = 1;
            foreach (string err in errList)
            {
                Console.WriteLine("{0}、的錯誤:{1}", Index++, err);
            }
        }
    }
}

Program