如何在 TPL 中使用 Parallel For 代替 While

Question

我想在语句中使用并行 for 而不是 while 语句。当我查看仅具有已知或变量计数的样本 Parallel For 运行时。

但我不知道我的循环将运行多少次，并且无法在运行时将其链接到变量。

我将尝试使用 TPL 和经典代码进行简单的性能测试。所以我正在编写一个模数类，它通过减量运算来计算模数。我的函数就像

long FindModulus(long n, int i)
{
    while ( n >= i )
       n -= i;
    return  n;
}

我的目标是用 Parallel For 循环替换这个循环

，我还想了解我可以将 Parallel For 与 if 和 break 语句一起使用。

我想我需要一个锁，因为 n 的值将在所有线程中更改，任何代码示例将不胜感激，

提前致谢

Answer 1

如果您不知道循环将传递多少次，则 Parallel.For 不是一个选项。但您可以轻松地使用简单的任务并自己完成：

object syncRoot = new object();
bool finished = false;
private bool Finished()
{
    // or implement any other logic to evaluate whether loop has finished
    // but thread safe
    lock (this.syncRoot)
    {
        return this.finished;
    }
} 

...

List<Task> tasks = new List<Task>();
while (this.Finished())
{
    var task = new Task(() =>
    {
        // implement your loop logic here
    })
    task.Start();
    tasks.Add(task);
}

Task.WaitAll(tasks);

Answer 2

我会像下面这样编写 MyParallel 类

public static class MyParallel
{
    public static void While(Func<bool> condition, Action action)
    {
        Parallel.ForEach(WhileTrue(condition), _ => action());
    }

    static IEnumerable<bool> WhileTrue(Func<bool> condition)
    {
        while (condition()) yield return true;
    }
}

并像这样使用它。

int i=0;
MyParallel.While( 
    () => {
        lock (SomeLockObject)
        {
            return i++<10;
        }
    },  
    () => Console.WriteLine("test")
);

不要忘记锁定 condition/action 中使用的共享对象（如果您修改它们）

Answer 3

由于您没有在循环内做任何工作，因此任何示例都会被设计。但如果你坚持的话，这里有一个传达这个想法的例子（它会比同步版本慢，因为同步开销比工作本身更大）：

long _n;
int _i;
long _mod;

long FindModulusParallel(long n, int i)
{
    _mod = _n = n;
    _i = i;

    var actions = Enumerable.Range(0, Environment.ProcessorCount)
                            .Select<int,Action>(j => Subtract).ToArray();
    Parallel.Invoke(actions);

    return _mod;
}

void Subtract()
{
    while (Interlocked.Add(ref _n, -_i) >= 0)
        Interlocked.Add(ref _mod, -_i);
}

Answer 4

例如，Parallel.For 无法接收引用变量或 Func，因此我们仅限于使用良好的任务。下面是一个示例：

int n = 100;
int i = 3;
int accum = 0;
object logicLock = new object();
Random rand = new Random();

void Main()
{
    // No point of having more tasks than available cores.
    int maxTasks = 4;
    Task[] tasks = new Task[maxTasks];
    int count = 0;
    while(this.CheckCondition())
    {
        int index = count;
        if(count++ >= maxTasks)
        {
            Console.WriteLine("Waiting for a task slot");
            index = Task.WaitAny(tasks);
        }

        Console.WriteLine("Executing a task in slot: {0}", index);
        tasks[index] = Task.Factory.StartNew(LoopLogic);
    }

    Console.WriteLine("Done");
}

public void LoopLogic()
{
    lock(logicLock)
    {
        accum += i;
    }

    int sleepTime = rand.Next(0, 500);
    Thread.Sleep(sleepTime);
}

public bool CheckCondition()
{
    lock(logicLock) 
    {
        return (n - accum) >= i;
    }
}

结果：

在槽位中执行任务：0
在槽中执行任务：1
在槽中执行任务：2
在槽中执行任务：3
等待任务槽
在槽中执行任务：2
等待任务槽
在槽中执行任务：1
等待任务槽
在槽中执行任务：3
等待任务槽
在槽中执行任务：1
等待任务槽
在槽中执行任务：0
等待任务槽
在槽中执行任务：3
等待任务槽
在槽中执行任务：2
...更多相同的。
完毕