详解c# 并行计算

详解C#并行计算攻略

前言

在当今高端计算领域，利用计算机的多核资源进行并行计算已成为一个过程中必不可少的一部分。C# .NET Framework提供了丰富的并行计算库，为我们节省了大量的编写时间，提高了计算的速度和效率。本篇文章将深入探究如何使用C# 实现并行计算。

Parallel类

Parallel类是.NET Framwork中一个非常有用的类，它提供了一系列的API来进行并行处理，包括Parallel.For、Parallel.ForEach和Parallel.Invoke等方法。下面分别对每个API进行讲解：

Parallel.For

Parallel.For方法是C# 进行循环迭代的最快捷和最容易的方法。它使用以下形式的调用:

Parallel.For(开始点, 结束点, i => {
  // 并行执行的代码
});

下面是一个简单的示例，在该示例中，我们使用Parallel.For进行循环迭代，计算数组中所有元素的平方。

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};    // 待计算的数组
Parallel.For(0, arr.Length, i => {
    arr[i] = arr[i] * arr[i];    // 每个元素求平方
});
foreach(int i in arr)
    Console.WriteLine(i);    // 输出计算结果

Parallel.ForEach

Parallel.ForEach方法是用于遍历集合或数组的优秀方法，它使用以下形式的调用:

Parallel.ForEach(集合或数组, i => {
  // 并行执行的代码
});

下面是一个示例，在该示例中，我们使用Parallel.ForEach遍历数组中的所有元素，计算它们的平方。

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};    // 待计算的数组
Parallel.ForEach(arr, i => {
    i = i * i;    // 每个元素求平方
});
foreach(int i in arr)
    Console.WriteLine(i);    // 输出计算结果

Parallel.Invoke

Parallel.Invoke方法可以同时运行多个函数或委托。该方法采用以下形式的调用:

Parallel.Invoke(() => 函数1(), () => 函数2(), ...);

下面是一个示例，在该示例中，我们同时启动三个函数进行计算：

static void Method1()
{
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Console.WriteLine("Method1: " + i);
        Thread.Sleep(500);
    }
}

static void Method2()
{
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Console.WriteLine("Method2: " + i);
        Thread.Sleep(500);
    }
}

static void Method3()
{
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        Console.WriteLine("Method3: " + i);
        Thread.Sleep(500);
    }
}

static void Main(string[] args)
{
    Parallel.Invoke(() => Method1(), () => Method2(), () => Method3());
}

运行该示例，将同时启动Method1、Method2和Method3，这些方法将并行执行。

Thread类

Thread类为我们提供了一种基础的方式来执行多线程程序，使用Thread类开发多线程程序需要我们掌握线程的基本概念和编程技巧。

下面是一个使用Thread类创建的简单示例：

static void Main(string[] args)
{
    Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(ThreadProc));
    t1.Start();
}

static void ThreadProc()
{
    Console.WriteLine("This is a simple multi-threading example.");
}

在该示例中，我们使用Thread类创建了一个新线程，并在该线程中执行了ThreadProc方法。

总结

以上我们讲解了Parallel类和Thread类。Parallel类为我们提供了许多便利API来进行并行计算，使用起来非常方便; Thread类则为我们提供了一种更基础的方式来进行多线程编程。