并行运算(Parallel)(For、Foreach)_VS2010&.Net 4.0

VS2010&.Net 4.0的Beta2相比Beta1在性能上有了很大的改进，已经基本可以使用了。.NET 4.0给我们带来许多新特性，如动态类型、云平台、并行运算等。本文讨论一下.NET 4.0的并行运算。

其实并行运算并不是在.Net 4.0才有的。大家都知道，通过增加CPU的主频可以提高CPU的性能，但由于设计的限制，主频是不可能无限制的提高。这个时候，把提高性能的方式转向使 用多个心（多核），现在的电脑几乎都是多核的。但在软件中并还没有跟上这个节奏，大多数软件还是采用传统的方式，并没有很好的发挥多核的优势。

微软的并行运算平台(Microsoft’s Parallel Computing Platform (PCP))提供了这样一个工具，让软件开发人员可以有效的使用多核提供的性能。本文就进行一个简单的测试，来体验并行运算的性能。

1. 新建一个List,并在开始时初始化

 1  public   static  IList < int >  Datas  =   new  List < int > ();
 2 
 3          static   void  Main( string [] args)
 4         {
 5             InitializeData();
 6 
 7             
 8             Console.Read();
 9         }
10 
11          ///   <summary>
12          ///  初始化数据
13          ///   </summary>
14          private   static   void  InitializeData()
15         {
16             Datas.Clear();
17              for  ( int  i  =   0 ; i  <   20 ; i ++ )
18             {
19                 Datas.Add(i);
20             }
21         }
22 

2.设计耗时的方法，并来在各种运算方式中调用

 1       ///   <summary>
 2         ///  获得数据
 3         ///   </summary>
 4         ///   <param name="i"></param>
 5         ///   <returns></returns>
 6         private   static   int  GetData( int  i)
 7        {
 8            System.Threading.Thread.Sleep( 100 );
 9             return  i;
10        }
11 

 

3. 设计一般的运算方式，调用GetData方法

 1        ///   <summary>
 2          ///  采用一般for循环
 3          ///   </summary>
 4          private   static   void  UseFor()
 5         {
 6              for  ( int  i  =   0 ; i  <   20 ; i ++ )
 7             {
 8                 GetData(Datas[i]);
 9             }
10         }
11 
12          ///   <summary>
13          ///  采用一般的foreach
14          ///   </summary>
15          private   static   void  UseForeach()
16         {
17              foreach  (var item  in  Datas)
18             {
19                 GetData(item);
20             }
21         }
22 

 

4.采用并行运算的方式，调用GetData方法

 1        ///   <summary>
 2          ///  采用并行for循环
 3          ///   </summary>
 4          private   static   void  UseParalleFor()
 5         {
 6             Parallel.For( 0 ,  20 , (i)  =>
 7             {
 8                 GetData(Datas[i]);
 9             });
10 
11         }
12 
13          ///   <summary>
14          ///  采用并行的foreach
15          ///   </summary>
16          private   static   void  UserParalleForeach()
17         {
18             Parallel.ForEach(Datas, (t)  =>  { GetData(t); });
19         }
20 

 

5.最后采用老赵设计的CodeTimer来比较每一种运算方式的耗时，在Main函数中加入测试代码

 1  static   void  Main( string [] args)
 2         {
 3             InitializeData();
 4 
 5             CodeTimer.Initialize();
 6             CodeTimer.WriteDebug( " 一般for循环： " ,  5 , ()  =>  { UseFor(); });
 7             CodeTimer.WriteDebug( " 一般foreach循环： " ,  5 , ()  =>  { UseForeach(); });
 8             CodeTimer.WriteDebug( " 并行for循环： " ,  5 , ()  =>  { UseParalleFor(); });
 9             CodeTimer.WriteDebug( " 并行foreach循环： " ,  5 , ()  =>  { UserParalleForeach(); });
10 
11             Console.Read();
12         }
13 

6.运算结果：

可以看出，并行运算提高的性能还是比较明显的。

 

下面我们把GetData方法修改一下，把线程延迟的的代码去掉

 1        ///   <summary>
 2          ///  获得数据
 3          ///   </summary>
 4          ///   <param name="i"></param>
 5          ///   <returns></returns>
 6          private   static   int  GetData( int  i)
 7         {
 8             //System.Threading.Thread.Sleep( 100 );
 9              return  i;
10         }

再次运行

可以看出，这时候并行运算不但没降低消耗的时间，反而用了更多的时间。经过多次测试发现，采用并行运算跟程序的设计结构有很大的关系，如果设计不合理，反而会消耗更多时间。