引言

随着CPU多核的普及，编程时充分利用这个特性越显重要。本文首先用传统的嵌套循环进行数组填充，然后用.NET 4.0中的System.Threading.Tasks提供的Parallel Class来并行地进行填充（当然这里也用到嵌套循环），通过对比发现其中差异。主要内容如下：

1. 通常的数组填充
2. 并行的组数填充
3. 性能比较
4. System.Threading.Tasks分析，这个将在续篇.NET(C#) Internals: 以一个数组填充的例子初步了解.NET 4.0中的并行（二）中介绍

1、通常的数组填充

首先看如下代码：

1. using System;  
2.  
3. namespace ParallelForSample  
4. {  
5.   public class SingleCore  
6.   {  
7.     public static void Calculate(int calcVal)  
8.     {  
9.       Utility util = new Utility();  
10.       util.Start();  
11.  
12.       int[,] G = new int[calcVal, calcVal];  
13.       for (int k = 0; k < calcVal; k++)  
14.         for (int i = 0; i < calcVal; i++)  
15.           for (int j = 0; j < calcVal; j++)  
16.             G[i, j] = Math.Min(G[i, j], G[i, k] + G[k, j]);  
17.       util.Stop();  
18.  
19.     }  
20.   }  
21. } 

上面的粗体红色显示的几行代码就是实现数组填充，这个很好理解不用多费口舌。补充说明的是：上面的Utility是为了统计性能而编写的一个类，它主要就是用到了Stopwatch对象——它提供一组方法和属性，可用于准确地测量运行时间。Utility的代码如下：

1. public class Utility  
2.     {  
3.         private Stopwatch _stopwatch;  
4.         public void Start()  
5.         {  
6.             _stopwatch = new Stopwatch();  
7.             _stopwatch.Start();  
8.         }  
9.  
10.         public void Stop()  
11.         {  
12.             _stopwatch.Stop();  
13.             TimeSpan ts = _stopwatch.Elapsed;  
14.             string elapsedTime = String.Format("{0:00}:{1:00}:{2:00}.{3:00}",  
15.                 ts.Hours, ts.Minutes, ts.Seconds,  
16.                 ts.Milliseconds / 10);  
17.             Console.WriteLine("Time taken : {0}", elapsedTime);  
18.         }  
19.     } 

利用它我们就可以对数组填充所耗费的时间进行计算了。

2、并行的组数填充

为了充分利用CPU的多核，我们编写如下代码：

1. using System;  
2. using System.Threading.Tasks;  
3.  
4. namespace ParallelForSample  
5. {  
6.   public class MultiCore  
7.   {  
8.     public static void Calculate(int calcVal)  
9.     {  
10.       Utility util = new Utility();  
11.       util.Start();  
12.  
13.       int[,] G = new int[calcVal, calcVal];  
14.  
15.       Parallel.For(0, calcVal,  
16.         delegate(int k)  
17.         {  
18.           Parallel.For(0, calcVal, delegate(int i)  
19.           {  
20.             for (int j = 0; j < calcVal; j++)  
21.               G[i, j] = Math.Min(G[i, j], G[i, k] + G[k, j]);  
22.           });  
23.         }  
24.       );  
25.  
26.       util.Stop();  
27.     }  
28.   }  
29. } 

留意上面的红色粗体显示的几行代码，它利用了Parallel.For Method (Int32, Int32, Action<Int32>)方法，Parallel类位于命名空间System.Threading.Tasks中，它支持并行循环。此Parallel.For方法使得它里面的迭代可能并行地运行，注意到上述代码中它的第三个参数是一个委托。在（0，calcVal）之间，这个委托将被调用。

3、性能比较

现在我们来测试一下，上面两种方法的执行性能差异如何，下载源码。其实，核心代码已经在上面贴出来了，现在注意是编写实例来测试，代码主要如下：

1. using System;  
2. using System.Collections.Generic;  
3. using System.Linq;  
4. using System.Text;  
5.  
6. namespace ParallelForSample  
7. {  
8.     class Program  
9.     {  
10.         static void Main(string[] args)  
11.         {  
12.             Console.WriteLine("Single core");  
13.             SingleCore.Calculate(1000);  
14.             Console.WriteLine("Multi core");  
15.             MultiCore.Calculate(1000);  
16.             Console.WriteLine("Finished");  
17.             Console.ReadKey();  
18.         }  
19.     }  
20. } 

运行之后得到如下结果：（不同电脑配置不同，得出结果不同）

图1、性能比较

从结果可以看出，并行的数组填充比通常的数组填充性能更高。

1. System.Threading.Tasks分析，这个将在续篇.NET(C#) Internals: 以一个数组填充的例子初步了解.NET 4.0中的并行（二）中介绍……