c# - C#/C++ 中的同步并行进程

Question

我有一个包含数据的数组 x[]。还有一组“系统状态”c[]。过程:

for(i = 1; i < N; i++)
{   
  a = f1(x[i] + c[i-1]);
  b = f2(x[i] + c[i-1]);
  c[i] = a + b;
}

有没有什么有效的方法可以在使用 2 个并行线程的 2 核系统上找到 f1 和 f2 的值？我的意思是(伪代码):

thread_1
{
    for(i = 1; i < N; i++)
      a = f1(x[i] + c[i-1]);    
}
thread_2
{
    for(i = 1; i < N; i++)
    {
      b = f2(x[i] + c[i-1]);
      c[i] = a + b;  //here we somehow get a{i} from thread_1
    }
}

f1 和 f2 并不耗时，但需要计算很多次，所以期望的加速比大约是 x2。请参阅图形表示图:

寻找适用于 Windows 的代码示例。

Answer 1

如果我没理解错的话，

• a[i]只有在c[i-1]可用时才能计算
• b[i]只有在c[i-1]可用时才能计算
• c[i]仅在计算a[i]和b[i]时可用

这意味着您唯一可以单独执行的过程是计算a[i] 和b[i]。

这就是我在 C# 中的看法:

for (int i = 1; i < N; i++)
{
    Task<double> calcA = Task.Factory.StartNew(() => { return f1(x[i] + c[i-1]); });
    Task<double> calcB = Task.Factory.StartNew(() => { return f2(x[i] + c[i-1]); });

    // .Result will block the execution and wait for both calculations to complete
    c[i] = calcA.Result + calcB.Result; 
}

这将运行两个独立的线程，分别计算f1 和f2。 f1 和 f2 计算完成后，设置c[i] 值，并运行下一次迭代。

注意:

• 我使用 double，假设你的 f1 和 f2 返回 double
• 循环从 1 开始，假设您有一些初始 a[0] 和 b[0] 值。否则，c[i-1] 会抛出异常
• 只有当 f1 和 f2 的计算与其他计算相比确实耗费资源且时间较长时，这才会带来改进
• Task.Factory.StartNew(与使用 Thread 不同)使用 ThreadPool，这意味着它不会每次都创建一个新线程，而是重用池中的现有线程.它显着减少了开销。