Parallel類

1.概述

使用線程有幾個緣由。假設從應用程序中進行網絡調用須要必定的時間。咱們不但願用戶界面中止響應。讓用戶一直等待從服務器返回一個響應。用戶同時執行其餘一些操做，過着甚至取消發送給服務器的請求。這些均可以使用線程來實現。
對於全部的須要等待操做，列如，由於文件，數據庫或網絡訪問都須要必定的時間，此時就能夠啓動一個新線程，同時完成其餘任務。即便是處理密集型的任務，線程也是有幫助的。 一個進程的多線程能夠同時在不一樣CPU上運行，或多核CPU的不一樣內核上。
若是多線程同時運行，訪問相同的數據，就很容易出現問題，必須實現同步機制。
下面介紹的主要命名空間是：Syetem.Threading和System.Threading.Tasks

線程是程序中獨立的指令流。，
運行在服務器上的應用程序中，等待客戶請求的線程，稱爲偵聽器線程。 只要接受到請求，就把它傳遞給另外一個工做線程，以後繼續與客戶同行。偵聽器線程會當即返回，接受下一個客戶發送的下一個請求。
進程包含資源，每一個進程都分配了虛擬內存。一個進程至少包含一個線程。操做系統會調用線程。線程有一個優先級，實際上正在處理的程序的位置計數器，一個存儲器局部變量的棧。每一個線程都有本身的棧，但程序代碼的內存和堆由一個進程的全部線程共享。 這使一個進程的全部線程之間的通訊很是快–該進程的全部線程都尋址相同的虛擬內存。可是，這也使處理比較困難，由於多線程能夠修改同一個內存位置。
線程是運行程序所必須的。在.NET4.0以前，必須直接使用Thread類和ThreadPool類。如今，.NET對着兩個類作了抽象，容許使用Parallel類和Task類。
爲編寫可以利用並行性的代碼，必須區分兩種主要的場景：任務並行性和數據並行性。

• 任務並行性：使用CUP的代碼被並行化。CPU的多個核心會被利用起來，更加快速的完成包含多個任務的活動，而不是在一個核心中按順序一個一個地執行任務。
• 數據並行性：使用數據集合，在集合上執行的工做被劃分爲多個任務
  兩則能夠混合起來使用。

Parallel類

Parallel類是對線程的一個很好的抽象。該類位於System.Threading.Tasks命名空間中，提供了數據和任務並行性
Parallel類定義了並行的for和foreach的靜態方法。對於C#的for和foreach語句而言，循環從一個線程中運行。Parallel類使用多個任務，所以使用多個線程來完成做業。
Parallel.For()和Parallel.ForEach()方法在每次迭代中調用相同的代碼，而Parallel.Invoke()方法容許同時調用不一樣的方法。Parallel.Invoke用於任務並行性，而Parallel.ForEach用於數據並行性。

　　　　　　　ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10, i =>
            {

                Console.WriteLine("{0},task:{1},thread:{2}", i
                    , Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                Thread.Sleep(10);
                 // Task.Delay(100);//是一個異步方法，用於釋放線程供其餘任務使用。
            });

            Console.WriteLine("IS complete:{0}", result.IsCompleted);
            Console.ReadKey();

 

程序的執行依次是：0-2-3-1-4-6-8-7-5-9；共有五個任務和五個線程。任務不必定映射到一個線程上，線程也能夠被不一樣的任務重用。

在4.5中新增的Thread.Sleep方法，而不是Task.Delay方法。Task.Delay是一個異步方法，用於釋放線程提供其餘任務使用。下面代碼使用await關鍵字，因此一旦延遲就會調用。

     ParallelLoopResult asyncResult = Parallel.For(0, 10, async i =>
            {

                Console.WriteLine("{0},task:{1},thread:{2}", i
                    , Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                //使用await關鍵字，因此一旦完成延遲，就會當即調用這些代碼
               // 延遲後執行的代碼和延遲前執行的代碼能夠運行不用的線程中
               await  Task.Delay(100);

               Console.WriteLine("{0},task:{1},thread:{2}", i
                , Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);


            });
            Console.WriteLine("IS complete:{0}", asyncResult.IsCompleted);
            Console.ReadKey();

在代用Thread.Delay方法後，線程發生了變化。在輸出中還能夠看到，任務再也不存在，只有線程留下了，並且這裏重用了前面的線程。另外一重要方面，Parallel類的For方法並無等待延遲，而是直接完成。Parallel類只等待它建立的任務，而不是等待其餘後臺活動。在延遲後，也有可能徹底看不到方法的輸出，出現這種狀況的緣由是主線程（前臺線程）結束，全部的後臺線程被終止。

提早中止Parallel.For

也能夠提早中斷Parallel.For()方法嗎，而不是完成全部迭代。For()方法有一個重載接受Action

     ParallelLoopResult asyncResult = Parallel.For(10, 40, async (int i,ParallelLoopState pls ) =>
            {

                Console.WriteLine("{0},task:{1},thread:{2}", i
                    , Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
                //使用await關鍵字，因此一旦完成延遲，就會當即調用這些代碼
               // 延遲後執行的代碼和延遲前執行的代碼能夠運行不用的線程中
               await  Task.Delay(10);

               if (i > 10)
                   pls.Break();

               //Console.WriteLine("{0},task:{1},thread:{2}", i
               // , Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            });
            Console.WriteLine("IS complete:{0}", asyncResult.IsCompleted);
            Console.WriteLine("lowest break iteration :{0}", asyncResult.LowestBreakIteration);
            Console.ReadKey();

 

2.2使用Parallel.ForEach()方法循環

Parallel.ForEach()方法遍歷實現了IEnumerable的集合，其方式相似於foreach語句，但以異步方法遍歷。

            string[] data = { "aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee", "fff", "asss" };
            ParallelLoopResult resule = Parallel.ForEach<string>(data, s =>
            {

                Console.WriteLine(s);
            });

若是須要中斷循環，使用ForEach()方法重載和ParallelLoopState 參數。
ForEach()方法重載:

 public static ParallelLoopResult ForEach<TSource>(IEnumerable<TSource> source, Action<TSource, ParallelLoopState, long> body)

 

實現代碼以下：

            string[] data = { "aaa", "bbb", "ccc", "ddd", "eee", "fff", "asss" };
            ParallelLoopResult resule = Parallel.ForEach<string>(data,(s,pls,l) =>
            {
                if (s.Contains("bbb"))
                    pls.Break();
                Console.WriteLine(s);
                Console.WriteLine( "LowestBreakIteration:" + pls.LowestBreakIteration);
            });
            Console.ReadKey();

2.3經過Parallel.Invoke()方法調用多個方法
若是多個任務並行運行，就可使用parallel.Invoke()方法，它提供了任務並行模式。Parallel.Invoke()方法容許傳遞一個Action委託數組，在其中能夠指定運行的方法。並行調用Foo和Bar方法

  static void ParallelInvoke()
        {
            Parallel.Invoke(Foo,Bar);

        }

        static void Foo()
        {
            Console.WriteLine("foo");
        }

        static void Bar()
        {
            Console.WriteLine("Bar");
        }

 

Parallel類使用起來十分方便，並且可使用任務，已能夠用於數據並行性。若是想要更細緻的控制，而且不想等待Parallel類結束後纔開始動做，就可使用Task類，固然，結合使用Task類和Parallel類也是能夠的