并行运算(Parallel)(For、Foreach)_VS2010&.Net 4.0

VS2010&.Net 4.0的Beta2相比Beta1在性能上有了很大的改进，已经基本可以使用了。.NET 4.0给我们带来许多新特性，如动态类型、云平台、并行运算等。本文讨论一下.NET 4.0的并行运算。

其实并行运算并不是在.Net 4.0才有的。大家都知道，通过增加CPU的主频可以提高CPU的性能，但由于设计的限制，主频是不可能无限制的提高。这个时候，把提高性能的方式转向使 用多个心（多核），现在的电脑几乎都是多核的。但在软件中并还没有跟上这个节奏，大多数软件还是采用传统的方式，并没有很好的发挥多核的优势。

微软的并行运算平台(Microsoft’s Parallel Computing Platform (PCP))提供了这样一个工具，让软件开发人员可以有效的使用多核提供的性能。本文就进行一个简单的测试，来体验并行运算的性能。

1. 新建一个List,并在开始时初始化

 1 public static IList<int> Datas = new List<int>();
 2 
 3        static void Main(string[] args)
 4        {
 5            InitializeData();
 6 
 7            
 8            Console.Read();
 9        }
10 
11        /// <summary>
12        /// 初始化数据
13        /// </summary>
14        private static void InitializeData()
15        {
16            Datas.Clear();
17            for (int i = 0; i < 20; i++)
18            {
19                Datas.Add(i);
20            }
21        }
22 

2.设计耗时的方法，并来在各种运算方式中调用

 1     /// <summary>
 2       /// 获得数据
 3       /// </summary>
 4       /// <param name="i"></param>
 5       /// <returns></returns>
 6       private static int GetData(int i)
 7       {
 8           System.Threading.Thread.Sleep(100);
 9           return i;
10       }
11 

3. 设计一般的运算方式，调用GetData方法

 1      /// <summary>
 2        /// 采用一般for循环
 3        /// </summary>
 4        private static void UseFor()
 5        {
 6            for (int i = 0; i < 20; i++)
 7            {
 8                GetData(Datas[i]);
 9            }
10        }
11 
12        /// <summary>
13        /// 采用一般的foreach
14        /// </summary>
15        private static void UseForeach()
16        {
17            foreach (var item in Datas)
18            {
19                GetData(item);
20            }
21        }
22 

4.采用并行运算的方式，调用GetData方法

 1      /// <summary>
 2        /// 采用并行for循环
 3        /// </summary>
 4        private static void UseParalleFor()
 5        {
 6            Parallel.For(0, 20, (i) =>
 7            {
 8                GetData(Datas[i]);
 9            });
10 
11        }
12 
13        /// <summary>
14        /// 采用并行的foreach
15        /// </summary>
16        private static void UserParalleForeach()
17        {
18            Parallel.ForEach(Datas, (t) => { GetData(t); });
19        }
20 

5.最后采用老赵设计的CodeTimer来比较每一种运算方式的耗时，在Main函数中加入测试代码

 1 static void Main(string[] args)
 2        {
 3            InitializeData();
 4 
 5            CodeTimer.Initialize();
 6            CodeTimer.WriteDebug("一般for循环：", 5, () => { UseFor(); });
 7            CodeTimer.WriteDebug("一般foreach循环：", 5, () => { UseForeach(); });
 8            CodeTimer.WriteDebug("并行for循环：", 5, () => { UseParalleFor(); });
 9            CodeTimer.WriteDebug("并行foreach循环：", 5, () => { UserParalleForeach(); });
10 
11            Console.Read();
12        }
13 

6.运算结果：

可以看出，并行运算提高的性能还是比较明显的。

下面我们把GetData方法修改一下，把线程延迟的的代码去掉

 1      /// <summary>
 2        /// 获得数据
 3        /// </summary>
 4        /// <param name="i"></param>
 5        /// <returns></returns>
 6        private static int GetData(int i)
 7        {
 8            //System.Threading.Thread.Sleep(100);
 9            return i;
10        }

再次运行

可以看出，这时候并行运算不但没降低消耗的时间，反而用了更多的时间。经过多次测试发现，采用并行运算跟程序的设计结构有很大的关系，如果设计不合理，反而会消耗更多时间。