并行多核编程技术 1

本系列文章将会对.NET 4中的并行编程技术(也称之为多核编程技术)以及应用作全面的介绍。

　　本篇文章的议题如下：
 　　1. 并行编程和多线程编程的区别。 
 　　2. 并行编程技术的利弊 
 　　3. 何时采用并行编程

 　　1.并行编程和多线程编程的区别。

 　　1.1并行编程。 
　　 现在随着多核计算机的普及，并行编程技术，也就是多核编程技术也逐渐称为开发的主流。为此，在.NET 4 中就引入了“并行编程”。在.NET 4 中一些列的Library和类为并行编程提供了支持，如： Task Parallel Library,Parallel  LINQ等。

　　 其实在.NET 1.0中就有了并行编程技术的一些实现---多线线程技术。多线程最大的问题就是难于使用和管理。在使用多线程的使用，因为它的复杂性，往往使用我们把注意力分散了多线程上。而致使我们的最初目的被掩盖了。

 　　1.2 比较区别 
 　　在.NET 4中提出的并处编程的底层机制其实还是基于多线程的。但是他们之前最大的区别就是.NET 4中的并行编程更加方便。

 　　在传统的编程模型中，程序员负责创建线程，为线程分配任务，管理线程。一个形象的比喻：你拥有一批士兵，然后你对他们下达命令，之后，你就必须时刻监视你的那些士兵，确保他们按照你的意图办事。(很累吧！)

 　　在.NET 4中的并行编程是依赖Task Parallel Library(后面简称为TPL) 实现的。在TPL中，最基本的执行单元是task(中文可以理解为"任务"),一个task就代表了你要执行的一个操作。你可以为你所要执行的每一个操作定义一个task,TPL就负责创建线程来执行你所定义的task，并且管理线程。TPL是面向task的，自动的；而传统的多线程是以人工为导向的。

 　　Task机制使得我们把注意力关注在我们要解决的问题上面。如果之前的多线程技术使得我们放弃了一些并行编程的使用，那么.NET 4中的新的并行编程技术可以让我们重新建立信心。

 　　虽然有了新的并行技术，但是传统的多线程的技术还是很有用的。当我们使用TPL中的并行技术的时候来执行多个task的时候，我们不用在关心底层创建线程，管理线程等。

 　　2. 并行编程技术的利弊 
 　　使用并行技术最大的好处就是提高了系统的性能。并行处理过程一般是这样的：一个要执行的任务被拆分为很多很小的部分，然后这些很小的部分就分别在不同处理器(可以是多核的一台电脑，也可以使很多的电脑)上执行。因为这些很多很小的部分同时在执行，所以称之为"并行"。
 　　使用并处编程的时候需要考虑下面的问题：

 　　1.开销问题。 
 　　并行执行不是免费的，也是要开销的。在并行运行开始和管理都是需要开销的，就类比在线程的创建和管理一样。在程序中，你要执行的任务越多,那么使用并行的效果就越好。

 　　2. 数据的协调 
 如果在并行执行的那些小部分需要共享公共的数据，那么我们就要协调。一般来说，需要协调的数据越多，并行执行的性能损耗就越大。如果执行各个小部分之间都是独立的，那么我们就不用协调了。但是很多的时候，我们都是需要协调的。而且协调的技术也不是很难，在之后的文章中会一一讲述。

 　　3.性能提高多少 
 增加一台计算机的CPU可能会提高程序的运行速度，但是不是绝对的。我们知道，一个应用程序在单核的计算机上运行的时间不一定(往往也不是)双核计算机的
1/2.所以，采用并行编程不一定就一定会成倍的提高程序的性能。因为性能与很多的因数有关的，硬件就是很大的因数。

 

　　 3. 何时采用并行编程

　　 建议：如果一个问题能够用并行编程解决，那么就用，否则就不用。听起来好像是废话，但是确实是一个很不错的建议。因为并行编程也不是万能的，也只能
解决一类的问题，所以在用之前要分析问题了。如果一个问题确实能够用并行的方案来解决，但是有很多的因数影响，如之前我们提到的一些问题。权衡使用之后的开销和好处在决定是否使用。后续文章会给出很多的例子。

 

 　　今天暂时写到这里吧，理论讲了一大堆的，希望园里的朋友见谅啊！从下篇开始就用code+讲解的形式。
 　　注：很长时间没有写东西了， ：），希望大家见谅！