在中看过了使用Parrallel.For、Parael.Foreach在效率上给我们带来的提高。本文就来如何终止循环、线程局部变量 进行说明。
Thread-Local Variables
首先我们来看下线程局部变量,是的我们也许一直在想我们如何去定义一个线程局部变量呢。先看段顺序执行的代码:
[TestMethod()] public void NormalSequenceTest(){ int [] nums = Enumerable.Range( 0 , 1000000 ).ToArray(); long total = 0 ; for ( int i = 0 ; i < nums.Length;i ++ ) { total += nums[i]; } Console.WriteLine( " The total is {0} " , total);} 执行结果:
我们再来看这段代码:
[TestMethod()] public void NormalParallelTest(){ int [] nums = Enumerable.Range( 0 , 1000000 ).ToArray(); long total = 0 ; Parallel.For( 0 ,nums.Length,i => { total += nums[i]; }); Console.WriteLine( " The total is {0} " , total);} 执行结果:
再运行下:
也许我们会感到很奇怪为什么会这样呢,其实我们想想就可以明白了,total变量是公共的,而我们的程序是多个线程的加,而多个线程之间是不能把数据共享的。其实我们需要的是在每个线程中计算出一个和值,然后再进行累加。我们来看看线程局部变量:
[TestMethod()] public void ThreadLocalTest(){ int [] nums = Enumerable.Range( 0 , 1000000 ).ToArray(); long total = 0 ; Parallel.For < long > ( 0 , nums.Length, () => 0 , (j, loop, subtotal) => { subtotal += nums[j]; return subtotal; }, (x) => Interlocked.Add( ref total, x) ); Console.WriteLine( " The total is {0} " , total);} 我们再看下执行结果:
下面说下泛型方法Parallel.For<T>方法,方法的原型:
public static ParallelLoopResult For < TLocal > ( int fromInclusive, int toExclusive, Func < TLocal > localInit, Func < int , ParallelLoopState, TLocal, TLocal > body, Action < TLocal > localFinally); TLocal:线程变量的类型;第一个、第二个参数就不必多说了,就是其实值跟结束值。
localInit:每个线程的线程局部变量初始值的设置;
body:每次循环执行的方法,其中方法的最后一个参数就是线程局部变量;
localFinally:每个线程之后执行的方法。
相信这样解释后就能明白了为什么需要线程局部变量了,也明白如何使用线程局部变量了。我们再看看在Parallel.Foreach<T>中如何使用:
[TestMethod()] public void ForeachThreadLocalTest(){ int [] nums = Enumerable.Range( 0 , 1000000 ).ToArray(); long total = 0 ; Parallel.ForEach < int , long > (nums,() => 0 ,(member,loopState,subTotal) => { subTotal += member; return subTotal; }, (perLocal) => Interlocked.Add( ref total,perLocal) ); Console.WriteLine( " The total is {0} " , total);} 要注意的是,我们必须要使用ForEach<TSource, TLocal>,因为第一个参数表示的是迭代源的类型,第二个表示的是线程局部变量的类型,其方法的参数跟For是差不多的。
Break、Stop
首先我们可以看到在Parallel.For的一个重载方法中:
public static ParallelLoopResult For( int fromInclusive, int toExclusive, Action < int , ParallelLoopState > body); 在委托的最后一个参数类型为ParallelLoopState,而ParallelLoopState里面提供给我们两个方法:Break、Stop来终止迭代,而Break跟Stop的区别是什么呢?我们来看两段代码:
private void StopLoop(){ var Stack = new ConcurrentStack < string > (); Parallel.For( 0 , 10000 , (i, loopState) => { if (i < 1000 ) Stack.Push(i.ToString()); else { loopState.Stop(); return ; } }); Console.WriteLine( " Stop Loop Info:\n elements count:{0} " , Stack.Count); } private void BreakLoop(){ var Stack = new ConcurrentStack < string > (); var stringList = this .ConstructString( 10000 ); Parallel.For( 0 , stringList.Count, (i, loopState) => { Stack.Push(stringList[i]); if (stringList[i].Contains( " 999 " )) { loopState.Break(); } }); Console.WriteLine( " Stop Loop Info:\n elements count:{0} " , Stack.Count);} private List < string > ConstructString( int number){ var stringList = new List < string > (); Parallel.For( 0 , number - 1 , i => { stringList.Add(i.ToString()); }); return stringList;} 测试方法:
[TestMethod()] public void LoopTest(){ StopLoop(); BreakLoop();} 来看看运行结果吧:
其实这个例子只是想告诉大家,为什么第一个用Stop,第二个用Break。原因是:第一个例子中我只关心的是循环的迭代变量i的值,我只要1000个字符串,而不去管这1000个字符串是什么东西。所以当达到1000时,我们就立刻停止所有的迭代包括其他线程上的。而第二个方法中我们是判断的源中的某个索引值,这个时候有可能较早的元素还未处理。
其实在我们调用过Stop或者Break方法后,循环上的其他的线程可能还会运行一段时间,其实我们可以通过IsStopped属性来判断循环是在其他线程上停止。Foreach中的使用就不再看了,跟For是一样的。
总结
在本文中,主要介绍了如何停止循环、使用线程局部变量。在里面我们看到了我们在使用并行开发时,有很多东西是需要我们去注意的。在下文中将介绍下异常处理、取消循环等话题。