c# - Parallel.ForEach 比正常的 foreach 慢

Question

我正在 C# 控制台应用程序中使用 Parallel.ForEach，但似乎无法正确处理。我正在创建一个包含随机数的数组，我有一个顺序的 foreach 和一个 Parallel.ForEach，它可以找到数组中的最大值。使用 C++ 中大致相同的代码，我开始看到在数组中使用 3M 值的多个线程的权衡。但是 Parallel.ForEach 即使在 100M 值时也慢两倍。我做错了什么？

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        dostuff();

    }

    static void dostuff() {
        Console.WriteLine("How large do you want the array to be?");
        int size = int.Parse(Console.ReadLine());

        int[] arr = new int[size];
        Random rand = new Random();
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            arr[i] = rand.Next(0, int.MaxValue);
        }

        var watchSeq = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
        var largestSeq = FindLargestSequentially(arr);
        watchSeq.Stop();
        var elapsedSeq = watchSeq.ElapsedMilliseconds;
        Console.WriteLine("Finished sequential in: " + elapsedSeq + "ms. Largest = " + largestSeq);

        var watchPar = System.Diagnostics.Stopwatch.StartNew();
        var largestPar = FindLargestParallel(arr);
        watchPar.Stop();
        var elapsedPar = watchPar.ElapsedMilliseconds;
        Console.WriteLine("Finished parallel in: " + elapsedPar + "ms Largest = " + largestPar);

        dostuff();
    }

    static int FindLargestSequentially(int[] arr) {
        int largest = arr[0];
        foreach (int i in arr) {
            if (largest < i) {
                largest = i;
            }
        }
        return largest;
    }

    static int FindLargestParallel(int[] arr) {
        int largest = arr[0];
        Parallel.ForEach<int, int>(arr, () => 0, (i, loop, subtotal) =>
        {
            if (i > subtotal)
                subtotal = i;
            return subtotal;
        },
        (finalResult) => {
            Console.WriteLine("Thread finished with result: " + finalResult);
            if (largest < finalResult) largest = finalResult;
        }
        );
        return largest;
    }
}

Answer 1

这是拥有一个非常小的代表机构的性能后果。

我们可以使用分区实现更好的性能。在这种情况下，正文代表执行具有高数据量的工作。

static int FindLargestParallelRange(int[] arr)
{
    object locker = new object();
    int largest = arr[0];
    Parallel.ForEach(Partitioner.Create(0, arr.Length), () => arr[0], (range, loop, subtotal) =>
    {
        for (int i = range.Item1; i < range.Item2; i++)
            if (arr[i] > subtotal)
                subtotal = arr[i];
        return subtotal;
    },
    (finalResult) =>
    {
        lock (locker)
            if (largest < finalResult)
                largest = finalResult;
    });
    return largest;
}

注意同步localFinally委托(delegate)。还要注意需要正确初始化 localInit:() => arr[0] 而不是 () => 0。

使用 PLINQ 分区:

static int FindLargestPlinqRange(int[] arr)
{
    return Partitioner.Create(0, arr.Length)
        .AsParallel()
        .Select(range =>
        {
            int largest = arr[0];
            for (int i = range.Item1; i < range.Item2; i++)
                if (arr[i] > largest)
                    largest = arr[i];
            return largest;
        })
        .Max();
}

我强烈推荐免费书籍 Patterns of Parallel Programming Stephen Toub 着。