声明式、命令式以及基于任务的并行化.NET开发

作者 Jonathan Allen译者 赵劼 发布于 2007年12月24日 下午9时45分

社区

.NET

主题

性能和可伸缩性

标签

并行计算,

PLINQ

Daniel Moth发布了四个关于.NET并行扩展（Parallel Extensions for .NET）的视频，这些内容覆盖了最新为.NET框架所发布的声明式、命令式以及基于任务的并行化API。

第一个视频是对架构的总体观察，并且接触了一些示例。尽管这些示例是使用VB或C#编写的，它们可以在任何.NET语言中使用。

第二个视频介绍了PLINQ。PLINQ是一个对XML和内存对象进行并行查询的声明式的模型。PLINQ是迄今为止.NET平台上最容易利用多核特性的做法，只需要修改少许代码即可。

和LINQ为IEnumerable对象提供了一套扩展方法一样，PLINQ为IParallelEnumerable对象提供了一整套扩展方法。这些扩展在命名上与LINQ提供的功能一一对应。如果要将一个IEnumerable对象转换成IParallelEnumerable对象，只需要调用IEnumerable.AsParallel方法即可。

如果需要的话，对并行化进行控制也可以通过声明的做法。一些选项，例如是否维持原有的顺序，以及使用多少线程进行处理都可以通过向AsParallel方法传递不同的参数来进行控制。

使用何种类型的并行处理也会受到查询的执行方式的影响。如果您在查询之上调用了ToList方法，所有的线程将被分配用于处理这个查询。只有当整个工作结束之后主线程才会继续。这个就是所谓的“停止并前进”过程。

另一方面，如果您对于一个查询使用for-each循环，那么执行模型将会完全不同。在这个被称为“并行管道”的模型下，主线程将会在另一个线程产出结果的同时进行循环处理。这个模型允许您访问处理过程中的中间状态，当您希望向socket或文件系统输送数据时会发现这一点非常有用。但是如果您处于一个完全CPU瓶颈的状况下，这个模型将会比“停止并前进”来的慢。

最后一个方法是反向枚举。一个新的ForAll方法允许每个线程直接对于每个元素执行某个委托调用。由于您无需等待一个列表生成完毕（停止并前进）或者分配一个线程用于处理循环（并行管道），这可能是最有效率的方法了。

第三个视频有关命令式的并行处理。命令式的并行处理是基于并行版本的Do、For和For-Each操作。这些操作都可以接受一个委托，一般可以使用匿名方法的方式来传递。由于VB不支持多行的匿名方法，C#在这方面有明显的优势。

从表面看来，这套并行库感觉和Fortran或C程序员在超级计算机使用的OpenMP库非常相似。然而，它使用了闭包和线程本地存储来区分共享和隔离的变量。

第四个视频针对并行扩展的核心——任务并行库（Task Parallel Library）。任务并行库，又被称为TPL，本质上是一个高级版本的.NET线程池。与线程池的功能类似，TPL能够在线程和处理器之间实现负载均衡。与线程池不同的是，TPL拥有一套丰富的API，能够支持Thread类提出的许多概念。

TPL还拥有一套从前的线程或线程池所不具备的新功能，例如任务拥有一个安全的Cancel方法。与Thread.Abort方法不同，它不会简单地杀死传递给该任务的工作。如果一个工作还没有分配给一个线程，它只是不会启动而已，否则这个工作会定期检查Task.IsCancelled属性。

一个任务的取消操作也可以传递给所有的子任务。不过目前这一点在默认情况下并不会发生，但是开发团队对于社区有关默认情况应该如此的感受很感兴趣。

查看英文原文：Declarative, Imperative, and Task-based Parallelism in .NET

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译者简介：赵劼(Jeffrey Zhao，网名老赵），毕业于复旦大学软件学院，曾任职于微软中国研发中心，现任某创业团队架构师。有8年左右的Web应用开发和5年左右的.NET应用程序开发经验，对ASP.NET企业应用开发与客户端技术（如JavaScript和AJAX等）有较为深入的理论基础与实践经验，另外，他对SOA、重构以及程序员能力与修养等相关问题也有着浓厚的兴趣，并且非常希望能够写程序到60岁。他的博客为：http://jeffreyzhao.cnblogs.com。

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