《C#并发编程经典实例》学习笔记—3.1 数据的并行处理

问题

有一批数据，需要对每个元素进行相同的操作。该操作是计算密集型的，需要耗费一定的时间。

解决方案

常见的操作可以粗略分为 计算密集型操作 和 io密集型操作。计算密集型操作主要是依赖于cpu计算，所以可以最大限度利用多核cpu的并行操作非常适合计算密集型操作。图像操作是比较常见的计算密集型操作，图像操作一般是借助矩阵存储图像数据，该书作者就举了矩阵旋转为例。
思路是借助parallel.foreach实现并行操作。
伪代码如下

void rotatematrices(ienumerable<matrix> matrices, float degrees)
{
    parallel.foreach(matrices, matrix => matrix.rotate(degrees));
}

当前循环处理无效值时，可能需要停止该循环，实现如下

void invertmatrices(ienumerable<matrix> matrices)
{
    parallel.foreach(matrices, (matrix, state) =>
    {
        if (!matrix.isinvertible)
            state.stop();
        else
            matrix.invert();
    });
}

而如果是想要取消整个并行循环，则需要借助cancellationtoken，即可以有一个取消按钮，点击取消按钮，应取消循环操作。

void rotatematrices(ienumerable<matrix> matrices, float degrees,
cancellationtoken token)
{
    parallel.foreach(matrices,
    new paralleloptions { cancellationtoken = token },
    matrix => matrix.rotate(degrees));
}

另：当一个全局变量在并行循环内部被操作时，则需要考虑多进程共享状态。因为并行循环的每个循环很可能在不同的线程中运行。

// 注意，这不是最高效的实现方式。
// 只是举个例子，说明用锁来保护共享状态。
int invertmatrices(ienumerable<matrix> matrices)
{
    object mutex = new object();
    int noninvertiblecount = 0;
    parallel.foreach(matrices, matrix =>
    {
        if (matrix.isinvertible)
        {
            matrix.invert();
        }
        else
        {
            lock (mutex)
            {
                ++noninvertiblecount;
            }
        }
    });
    return noninvertiblecount;
}

在 《c#并发编程经典实例》学习笔记-第一章并发编程概述 - repeatedly - 博客园 ，我提到了并行操作的两种方式，一种是parallel，另一种是plinq（parallel linq）。所以上述操作也可以使用plinq实现。

两者是有区别的，区别如下：

parallel 类和 plinq 之间有一个区别：plinq 假设可以使用计算机内所有的cpu 核，而 parallel 类则会根据 cpu 状态的变化动态地调整。

相信对c#语法比较熟悉的应该能看出来，parallel.foreach是并行foreach循环，那么并行for循环对应的方法是什么呢？是parallel.for 方法。