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如果你想利用多核機(jī)器的強(qiáng)大計(jì)算能力,你需要使用PLINQ(并行LINQ),任務(wù)并行庫(kù)(Task Parallel Library,TPL)和Visual Studio2010中的新功能創(chuàng)建應(yīng)用程序。
以前,如果你創(chuàng)建的多線(xiàn)程應(yīng)用程序有BUG,那要跟蹤起來(lái)是很麻煩的,但現(xiàn)在情況完全變了,感謝微軟為我們帶來(lái)了Microsoft Parallel Extensions for .NET(.NET并行擴(kuò)展),它在.NET框架線(xiàn)程模型上提供了一個(gè)抽象層。
并行擴(kuò)展遵循微軟在COM應(yīng)用程序中建立的事務(wù)管理和在數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)領(lǐng)域建立的實(shí)體框架和LINQ模型,它試圖通過(guò)給.NET框架中的復(fù)雜過(guò)程建立高級(jí)支持,以便將先進(jìn)的技術(shù)帶給大眾,隨著多核處理器的普及,開(kāi)發(fā)人員渴望他們的應(yīng)用程序可以利用所有處理器核心的計(jì)算能力。
你可以通過(guò)并行LINQ(PLINQ)和任務(wù)并行庫(kù)(Task Parallel Library,TPL)使用并行擴(kuò)展的功能,它們都允許你為單核和多核計(jì)算機(jī)寫(xiě)一套代碼,依靠.NET框架,最大限度利用代碼執(zhí)行平臺(tái)的計(jì)算能力,并防止自行創(chuàng)建多線(xiàn)程應(yīng)用程序時(shí)常見(jiàn)的陷阱。
PLINQ擴(kuò)展了LINQ查詢(xún),它將單個(gè)查詢(xún)分解成多個(gè)并行運(yùn)行的子查詢(xún),TPL允許你創(chuàng)建并行運(yùn)行的循環(huán),而不是一個(gè)接一個(gè)地運(yùn)行,雖然PLINQ的聲明語(yǔ)法使創(chuàng)建并行進(jìn)程更加簡(jiǎn)單,但一般情況下,面向TPL的操作比PLINQ查詢(xún)更輕量級(jí)。
許多時(shí)候,選擇TPL還是PLINQ只是一種生活方式,如果喜歡并行循環(huán),而不是并行查詢(xún),那么設(shè)計(jì)一個(gè)TPL解決方案比設(shè)計(jì)一個(gè)PLINQ解決方案更容易。
PLINQ簡(jiǎn)介
對(duì)于商業(yè)應(yīng)用程序,只要LINQ查詢(xún)涉及到多個(gè)子查詢(xún)時(shí),PLINQ就像金子一樣發(fā)光,如果你要連接本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)某張表中的行和另一個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)某張表中的行,PLINQ將非常有用,在這種情況下,LINQ必須在每個(gè)數(shù)據(jù)源上獨(dú)立運(yùn)行子查詢(xún),然后調(diào)和結(jié)果,PLINQ將會(huì)把這些子查詢(xún)分配給多個(gè)處理器核心,這些子查詢(xún)就可以同時(shí)執(zhí)行。實(shí)際上,你使用的處理器周期不是少了,而是更多了,當(dāng)然好處就是你可以更早得到結(jié)果,請(qǐng)閱讀“并行處理不會(huì)讓你的應(yīng)用程序變得更快”了解更多關(guān)于多線(xiàn)程應(yīng)用程序的行為。
并行處理不會(huì)讓你的應(yīng)用程序變得更快
關(guān)于多線(xiàn)程應(yīng)用程序最常見(jiàn)的一個(gè)誤解是,應(yīng)用程序線(xiàn)程越多,運(yùn)行速度就越快,多啟動(dòng)一個(gè)線(xiàn)程并不會(huì)導(dǎo)致Windows給你的應(yīng)用程序更多的處理周期,它只是把這些周期劃分給更多線(xiàn)程了,實(shí)際上,在單處理器計(jì)算機(jī)上,開(kāi)啟多線(xiàn)程只會(huì)讓你的應(yīng)用程序變得更慢。
多線(xiàn)程只是讓你的應(yīng)用程序響應(yīng)更快,但它仍然要等待其它阻塞任務(wù)完成先,不過(guò)在等待期間,你可以利用多線(xiàn)程應(yīng)用程序的特點(diǎn)讓其它線(xiàn)程做一些別的事情。在單核機(jī)器上,如果線(xiàn)程未被阻塞,多個(gè)線(xiàn)程只能相互爭(zhēng)奪有限的處理周期。
多核處理器改變了這種狀況,在多核環(huán)境中,你可以讓W(xué)indows給你的應(yīng)用程序分配更多的處理周期,你不需要阻塞線(xiàn)程,所有線(xiàn)程都在它們自己的核心上執(zhí)行。并行擴(kuò)展提供了編程結(jié)構(gòu),允許你告訴.NET框架應(yīng)用程序那些部分可以并行執(zhí)行。
即使在多核機(jī)器上,PLINQ也并不總是并行的查詢(xún),有兩個(gè)原因,一是你的應(yīng)用程序并行運(yùn)行不會(huì)總是更快,第二個(gè)原因是,即使你有一個(gè)抽象層管理你的線(xiàn)程,在并行處理時(shí)總會(huì)出現(xiàn)腳步不一致的情況,PLINQ會(huì)檢查一些不安全的條件,如果檢測(cè)到就不會(huì)進(jìn)行并行查詢(xún)。我會(huì)指出PLINQ不會(huì)檢查的問(wèn)題和條件,但使用PLINQ出了問(wèn)題只有你自己負(fù)責(zé)處理。
處理PLINQ
調(diào)用PLINQ很簡(jiǎn)單,只需要在你的數(shù)據(jù)源中添加ASParallel擴(kuò)展,下面是一個(gè)從本地Northwind數(shù)據(jù)庫(kù)連接遠(yuǎn)程N(yùn)orthwind數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)客戶(hù)(customer)信息查詢(xún)訂單(Orders)的示例:
1. Dim ords As System.Linq.ParallelQuery(Of ParallelExtensions.Order)
2. ords = From c In le.Customers.ASParallel Join o In re.Orders.ASParallel
3. On c.CustomerID Equals o.CustomerID
4. Where c.CustomerID = "ALFKI"
5. Select o
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