Parallel并行编程初步

Parallel并行编程可以让我们使用极致的使用CPU。并行编程与多线程编程不同，多线程编程无论怎样开启线程，也是在同一个CPU上切换时间片。而并行编程则是多CPU核心同时工作。耗时的CPU计算操作选择并行是明智的。通常情况，每个CPU核心代表一个硬件线程，但超线程技术，可以使一个cpu核心具有两个硬件线程。软件线程顾名思义就是我们在程序中所开启的。

下面看一个最基础的并行编程的例子，也足以体现多核心并行运行的好处，当然微软.NET为我们封装后，我们也不必过多关注底层操作，那我们就看一下运行结果。

static void Main(string[] args)
        {
            #region   实验1

            var watch = Stopwatch.StartNew();

            watch.Start();

            FirstOption();

            SecondOption();

            Console.WriteLine("串行编程耗时:{0}", watch.ElapsedMilliseconds);



            watch.Restart();

            Parallel.Invoke(FirstOption, SecondOption);

            watch.Stop();

            Console.WriteLine("并行编程耗时:{0}", watch.ElapsedMilliseconds);

            Console.Read();
        }

        static void FirstOption()
        {
            //假装CPU耗时操作
            Console.WriteLine("我在时间{0}开始",DateTime.Now);
            Thread.Sleep(3000);
            Console.WriteLine("我是任务一,耗时3s");
            
        }

        static void SecondOption()
        {
            //假装CPU耗时操作
            Console.WriteLine("我在时间{0}开始", DateTime.Now);
            Thread.Sleep(5000);
            Console.WriteLine("我是任务二，耗时5s");
            
        }

看完结果，相信不用我说，你也明白了，并行操作由多核心同时操作。

可能你会问如果我需要执行十几个类似于示例中的Option方法怎么办，那就要看你的核心数量了，如果核心数量不足，并不是所有的操作都是同一秒进行的。

代码就不上了，就是弄了11个option,可以看出我的配置很菜，有些时候同一秒开启只两个option，原因就是另外的option耗时比较长，在占用状态。

下面将介绍Parallel的For循环。并限制其能使用的硬件线程个数。

代码如下：

 var bag = new ConcurrentBag<int>();
            GC.Collect();
            watch.Start();

            ParallelOptions options = new ParallelOptions();

            //设置硬件线程数
            options.MaxDegreeOfParallelism = 1;
            //options.MaxDegreeOfParallelism = 2;  
            //options.MaxDegreeOfParallelism = 3;  
            //options.MaxDegreeOfParallelism = 4;

            Parallel.For(0, 20000000, options, i =>
            {
                bag.Add(i);
            });
            //for (int i = 0; i < 20000000; i++)
            //{
            //    bag.Add(i);
            //}
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("并行计算：集合有:{0},使用的时间：{1}", bag.Count, watch.ElapsedMilliseconds);
            Console.ReadKey();

我分别使用1，2，3个硬件线程数和4个硬件线程数作比较。效果很明显！

关于Parallel的For循环，实际上和我们普通的串行编程功能一样，只不过在并行编程中，.NET底层帮助我们大限度的使用了CPU而已。如果你不限制硬件线程数，通常会尽最大可能使用资源。

同时我也测试了串行代码。

另外受环境影响，并行的优势并非绝对。

2016.10.07补充。

在服务器应用上，通常也就是我们的web应用，很多时候使用并行编程会降低你的处理性能，也许在你的用户特别少的情况下会有些作用。

并行编程主要应该是用在桌面应用这种，让用户的机器完全利用起来。