看看Parallel中高度封装的三个方法,Invoke,For和ForEach
说到.net中的并行编程,也许你的第一反应就是Task,确实Task是一个非常灵活的用于并行编程的一个专用类,不可否认越灵活的东西用起来就越
复杂,高度封装的东西用起来很简单,但是缺失了灵活性,这篇我们就看看这些好用但灵活性不高的几个并行方法。
一:Invoke
现在电子商务的网站都少不了订单的流程,没有订单的话网站也就没有存活的价值了,往往在订单提交成功后,通常会有这两个操作,第一个:发起
信用卡扣款,第二个:发送emial确认单,这两个操作我们就可以在下单接口调用成功后,因为两个方法是互不干扰的,所以就可以用invoke来玩玩了。
static void Main(string[] args)
{
Parallel.Invoke(Credit, Email); Console.Read();
} static void Credit()
{
Console.WriteLine("****************** 发起信用卡扣款中 ******************"); Thread.Sleep(); Console.WriteLine("扣款成功!");
} static void Email()
{
Console.WriteLine("****************** 发送邮件确认单!*****************"); Thread.Sleep(); Console.WriteLine("email发送成功!");
}
怎么样,实现起来是不是很简单,只要把你需要的方法塞给invoke就行了,不过在这个方法里面有一个重载参数需要注意下,
public static void Invoke(ParallelOptions parallelOptions, params Action[] actions);
有时候我们的线程可能会跑遍所有的内核,为了提高其他应用程序的稳定性,就要限制参与的内核,正好ParallelOptions提供了
MaxDegreeOfParallelism属性。
好了,下面我们大概翻翻invoke里面的代码实现,发现有几个好玩的地方:
<1>: 当invoke中的方法超过10个话,我们发现它走了一个internal可见的ParallelForReplicatingTask的FCL内部专用类,而这个类是继承自
Task的,当方法少于10个的话,才会走常规的Task.
<2> 居然发现了一个装exception 的ConcurrentQueue<Exception>队列集合,多个异常入队后,再包装成AggregateException抛出来。
比如:throw new AggregateException(exceptionQ);
<3> 我们发现,不管是超过10个还是小于10个,都是通过WaitAll来等待所有的执行,所以缺点就在这个地方,如果某一个方法执行时间太长
不能退出,那么这个方法是不是会长期挂在这里不能出来,也就导致了主流程一直挂起,然后页面就一直挂起,所以这个是一个非常危险
的行为,如果我们用task中就可以在waitall中设置一个过期时间,但invoke却没法做到,所以在使用invoke的时候要慎重考虑。
try
{
if (actionsCopy.Length > || (parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism != - && parallelOptions.MaxDegreeOfParallelism < actionsCopy.Length))
{
ConcurrentQueue<Exception> exceptionQ = null;
try
{
int actionIndex = ;
ParallelForReplicatingTask parallelForReplicatingTask = new ParallelForReplicatingTask(parallelOptions, delegate
{
for (int l = Interlocked.Increment(ref actionIndex); l <= actionsCopy.Length; l = Interlocked.Increment(ref actionIndex))
{
try
{
actionsCopy[l - ]();
}
catch (Exception item)
{
LazyInitializer.EnsureInitialized<ConcurrentQueue<Exception>>(ref exceptionQ, () => new ConcurrentQueue<Exception>());
exceptionQ.Enqueue(item);
}
if (parallelOptions.CancellationToken.IsCancellationRequested)
{
throw new OperationCanceledException(parallelOptions.CancellationToken);
}
}
}, TaskCreationOptions.None, InternalTaskOptions.SelfReplicating);
parallelForReplicatingTask.RunSynchronously(parallelOptions.EffectiveTaskScheduler);
parallelForReplicatingTask.Wait();
}
catch (Exception ex2)
{
LazyInitializer.EnsureInitialized<ConcurrentQueue<Exception>>(ref exceptionQ, () => new ConcurrentQueue<Exception>());
AggregateException ex = ex2 as AggregateException;
if (ex != null)
{
using (IEnumerator<Exception> enumerator = ex.InnerExceptions.GetEnumerator())
{
while (enumerator.MoveNext())
{
Exception current = enumerator.Current;
exceptionQ.Enqueue(current);
}
goto IL_264;
}
}
exceptionQ.Enqueue(ex2);
IL_264:;
}
if (exceptionQ != null && exceptionQ.Count > )
{
Parallel.ThrowIfReducableToSingleOCE(exceptionQ, parallelOptions.CancellationToken);
throw new AggregateException(exceptionQ);
}
}
else
{
Task[] array = new Task[actionsCopy.Length];
if (parallelOptions.CancellationToken.IsCancellationRequested)
{
throw new OperationCanceledException(parallelOptions.CancellationToken);
}
for (int j = ; j < array.Length; j++)
{
array[j] = Task.Factory.StartNew(actionsCopy[j], parallelOptions.CancellationToken, TaskCreationOptions.None, InternalTaskOptions.None, parallelOptions.EffectiveTaskScheduler);
}
try
{
if (array.Length <= )
{
Task.FastWaitAll(array);
}
else
{
Task.WaitAll(array);
}
}
catch (AggregateException ex3)
{
Parallel.ThrowIfReducableToSingleOCE(ex3.InnerExceptions, parallelOptions.CancellationToken);
throw;
}
finally
{
for (int k = ; k < array.Length; k++)
{
if (array[k].IsCompleted)
{
array[k].Dispose();
}
}
}
}
}
finally
{
if (TplEtwProvider.Log.IsEnabled())
{
TplEtwProvider.Log.ParallelInvokeEnd((task != null) ? task.m_taskScheduler.Id : TaskScheduler.Current.Id, (task != null) ? task.Id : , forkJoinContextID);
}
}
二:For
下面再看看Parallel.For,我们知道普通的For是一个串行操作,如果说你的for中每条流程都需要执行一个方法,并且这些方法可以并行操作且
比较耗时,那么为何不尝试用Parallel.For呢,就比如下面的代码。
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
List<Action> actions = new List<Action>() { Credit, Email }; var result = Parallel.For(, actions.Count, (i) =>
{
actions[i]();
}); Console.WriteLine("执行状态:" + result.IsCompleted); Console.Read();
} static void Credit()
{
Console.WriteLine("****************** 发起信用卡扣款中 ******************"); Thread.Sleep(); Console.WriteLine("扣款成功!");
} static void Email()
{
Console.WriteLine("****************** 发送邮件确认单!*****************"); Thread.Sleep(); Console.WriteLine("email发送成功!");
}
}
下面我们再看看Parallel.For中的最简单的重载和最复杂的重载:
public static ParallelLoopResult For(int fromInclusive, int toExclusive, Action<int> body); public static ParallelLoopResult For<TLocal>(int fromInclusive, int toExclusive, ParallelOptions parallelOptions, Func<TLocal> localInit, Func<int, ParallelLoopState, TLocal, TLocal> body, Action<TLocal> localFinally);
<1> 简单的重载不必多说,很简单,我上面的例子也演示了。
<2> 最复杂的这种重载提供了一个AOP的功能,在每一个body的action执行之前会先执行localInit这个action,在body之后还会执行localFinally
这个action,有没有感觉到已经把body切成了三块?好了,下面看一个例子。
static void Main(string[] args)
{
var list = new List<int>() { , , , }; var options = new ParallelOptions(); var total = ; var result = Parallel.For(, list.Count, () =>
{
Console.WriteLine("------------ thead --------------"); return ;
},
(i, loop, j) =>
{
Console.WriteLine("------------ body --------------"); Console.WriteLine("i=" + list[i] + " j=" + j); return list[i];
},
(i) =>
{
Console.WriteLine("------------ tfoot --------------"); Interlocked.Add(ref total, i); Console.WriteLine("total=" + total);
}); Console.WriteLine("iscompleted:" + result.IsCompleted);
Console.Read();
}
接下来我们再翻翻它的源代码,由于源码太多,里面神乎其神,我就找几个好玩的地方。
<1> 我在里面找到了一个rangeManager分区函数,代码复杂看不懂,貌似很强大。
internal RangeManager(long nFromInclusive, long nToExclusive, long nStep, int nNumExpectedWorkers)
{
this.m_nCurrentIndexRangeToAssign = ;
this.m_nStep = nStep;
if (nNumExpectedWorkers == )
{
nNumExpectedWorkers = ;
}
ulong num = (ulong)(nToExclusive - nFromInclusive);
ulong num2 = num / (ulong)((long)nNumExpectedWorkers);
num2 -= num2 % (ulong)nStep;
if (num2 == 0uL)
{
num2 = (ulong)nStep;
}
int num3 = (int)(num / num2);
if (num % num2 != 0uL)
{
num3++;
}
long num4 = (long)num2;
this.m_indexRanges = new IndexRange[num3];
long num5 = nFromInclusive;
for (int i = ; i < num3; i++)
{
this.m_indexRanges[i].m_nFromInclusive = num5;
this.m_indexRanges[i].m_nSharedCurrentIndexOffset = null;
this.m_indexRanges[i].m_bRangeFinished = ;
num5 += num4;
if (num5 < num5 - num4 || num5 > nToExclusive)
{
num5 = nToExclusive;
}
this.m_indexRanges[i].m_nToExclusive = num5;
}
}
<2> 我又找到了这个神奇的ParallelForReplicatingTask类。
那么下面问题来了,在单线程的for中,我可以continue,可以break,那么在Parallel.For中有吗?因为是并行,所以continue基本上就没有
存在价值,break的话确实有价值,这个就是委托中的ParallelLoopState做到的,并且还新增了一个Stop。
三:ForEach
其实ForEach和for在本质上是一样的,你在源代码中会发现在底层都是调用一个方法的,而ForEach会在底层中调用for共同的函数之前还会执行
其他的一些逻辑,所以这就告诉我们,能用Parallel.For的地方就不要用Parallel.ForEach,其他的都一样了,这里就不赘述了。
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