Comment : utiliser parallel_invoke pour exécuter des opérations parallèles
Cet exemple montre comment utiliser l’algorithme concurrency ::p arallel_invoke pour améliorer les performances d’un programme qui effectue plusieurs opérations sur une source de données partagée. Étant donné qu’aucune opération ne modifie la source, elles peuvent être exécutées en parallèle de manière simple.
Exemple : Créer, initialiser et effectuer des opérations sur une variable
Considérez l’exemple de code suivant qui crée une variable de type MyDataType, appelle une fonction pour initialiser cette variable, puis effectue plusieurs opérations longues sur ces données.
MyDataType data;
initialize_data(data);
lengthy_operation1(data);
lengthy_operation2(data);
lengthy_operation3(data);
Si les lengthy_operation1fonctions et lengthy_operation3 les fonctions lengthy_operation2ne modifient pas la MyDataType variable, ces fonctions peuvent être exécutées en parallèle sans modifications supplémentaires.
Exemple : Exécuter l’exemple précédent en parallèle
L’exemple suivant modifie l’exemple précédent pour s’exécuter en parallèle. L’algorithme parallel_invoke exécute chaque tâche en parallèle et retourne une fois toutes les tâches terminées.
MyDataType data;
initialize_data(data);
concurrency::parallel_invoke(
[&data] { lengthy_operation1(data); },
[&data] { lengthy_operation2(data); },
[&data] { lengthy_operation3(data); }
);
Exemple : effectuer plusieurs opérations sur un fichier téléchargé
L’exemple suivant télécharge L’Iliad by Homer à partir de gutenberg.org et effectue plusieurs opérations sur ce fichier. L’exemple effectue d’abord ces opérations en série, puis effectue les mêmes opérations en parallèle.
// parallel-word-mining.cpp
// compile with: /EHsc /MD /DUNICODE /D_AFXDLL
#define _WIN32_WINNT 0x0501
#include <afxinet.h>
#include <ppl.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <map>
#include <algorithm>
using namespace concurrency;
using namespace std;
// Calls the provided work function and returns the number of milliseconds
// that it takes to call that function.
template <class Function>
__int64 time_call(Function&& f)
{
__int64 begin = GetTickCount();
f();
return GetTickCount() - begin;
}
// Downloads the file at the given URL.
CString get_http_file(CInternetSession& session, const CString& url);
// Adds each word in the provided string to the provided vector of strings.
void make_word_list(const wstring& text, vector<wstring>& words);
// Finds the most common words whose length are greater than or equal to the
// provided minimum.
vector<pair<wstring, size_t>> find_common_words(const vector<wstring>& words,
size_t min_length, size_t count);
// Finds the longest sequence of words that have the same first letter.
vector<wstring> find_longest_sequence(const vector<wstring>& words);
// Finds all pairs of palindromes that appear in the provided collection
// of words.
vector<pair<wstring, wstring>> find_palindromes(const vector<wstring>& words,
size_t min_length);
int wmain()
{
// Manages the network connection.
CInternetSession session(L"Microsoft Internet Browser");
// Download 'The Iliad' from gutenberg.org.
wcout << L"Downloading 'The Iliad'..." << endl;
wstring file = get_http_file(session, L"http://www.gutenberg.org/files/6130/6130-0.txt");
wcout << endl;
// Convert the text to a list of individual words.
vector<wstring> words;
make_word_list(file, words);
// Compare the time that it takes to perform several operations on the data
// serially and in parallel.
__int64 elapsed;
vector<pair<wstring, size_t>> common_words;
vector<wstring> longest_sequence;
vector<pair<wstring, wstring>> palindromes;
wcout << L"Running serial version...";
elapsed = time_call([&] {
common_words = find_common_words(words, 5, 9);
longest_sequence = find_longest_sequence(words);
palindromes = find_palindromes(words, 5);
});
wcout << L" took " << elapsed << L" ms." << endl;
wcout << L"Running parallel version...";
elapsed = time_call([&] {
parallel_invoke(
[&] { common_words = find_common_words(words, 5, 9); },
[&] { longest_sequence = find_longest_sequence(words); },
[&] { palindromes = find_palindromes(words, 5); }
);
});
wcout << L" took " << elapsed << L" ms." << endl;
wcout << endl;
// Print results.
wcout << L"The most common words that have five or more letters are:"
<< endl;
for_each(begin(common_words), end(common_words),
[](const pair<wstring, size_t>& p) {
wcout << L" " << p.first << L" (" << p.second << L")" << endl;
});
wcout << L"The longest sequence of words that have the same first letter is:"
<< endl << L" ";
for_each(begin(longest_sequence), end(longest_sequence),
[](const wstring& s) {
wcout << s << L' ';
});
wcout << endl;
wcout << L"The following palindromes appear in the text:" << endl;
for_each(begin(palindromes), end(palindromes),
[](const pair<wstring, wstring>& p) {
wcout << L" " << p.first << L" " << p.second << endl;
});
}
// Downloads the file at the given URL.
CString get_http_file(CInternetSession& session, const CString& url)
{
CString result;
// Reads data from an HTTP server.
CHttpFile* http_file = NULL;
try
{
// Open URL.
http_file = reinterpret_cast<CHttpFile*>(session.OpenURL(url, 1));
// Read the file.
if(http_file != NULL)
{
UINT bytes_read;
do
{
char buffer[10000];
bytes_read = http_file->Read(buffer, sizeof(buffer));
result += buffer;
}
while (bytes_read > 0);
}
}
catch (CInternetException)
{
// TODO: Handle exception
}
// Clean up and return.
delete http_file;
return result;
}
// Adds each word in the provided string to the provided vector of strings.
void make_word_list(const wstring& text, vector<wstring>& words)
{
// Add continuous sequences of alphanumeric characters to the
// string vector.
wstring current_word;
for_each(begin(text), end(text), [&](wchar_t ch) {
if (!iswalnum(ch))
{
if (current_word.length() > 0)
{
words.push_back(current_word);
current_word.clear();
}
}
else
{
current_word += ch;
}
});
}
// Finds the most common words whose length are greater than or equal to the
// provided minimum.
vector<pair<wstring, size_t>> find_common_words(const vector<wstring>& words,
size_t min_length, size_t count)
{
typedef pair<wstring, size_t> pair;
// Counts the occurrences of each word.
map<wstring, size_t> counts;
for_each(begin(words), end(words), [&](const wstring& word) {
// Increment the count of words that are at least the minimum length.
if (word.length() >= min_length)
{
auto find = counts.find(word);
if (find != end(counts))
find->second++;
else
counts.insert(make_pair(word, 1));
}
});
// Copy the contents of the map to a vector and sort the vector by
// the number of occurrences of each word.
vector<pair> wordvector;
copy(begin(counts), end(counts), back_inserter(wordvector));
sort(begin(wordvector), end(wordvector), [](const pair& x, const pair& y) {
return x.second > y.second;
});
size_t size = min(wordvector.size(), count);
wordvector.erase(begin(wordvector) + size, end(wordvector));
return wordvector;
}
// Finds the longest sequence of words that have the same first letter.
vector<wstring> find_longest_sequence(const vector<wstring>& words)
{
// The current sequence of words that have the same first letter.
vector<wstring> candidate_list;
// The longest sequence of words that have the same first letter.
vector<wstring> longest_run;
for_each(begin(words), end(words), [&](const wstring& word) {
// Initialize the candidate list if it is empty.
if (candidate_list.size() == 0)
{
candidate_list.push_back(word);
}
// Add the word to the candidate sequence if the first letter
// of the word is the same as each word in the sequence.
else if (word[0] == candidate_list[0][0])
{
candidate_list.push_back(word);
}
// The initial letter has changed; reset the candidate list.
else
{
// Update the longest sequence if needed.
if (candidate_list.size() > longest_run.size())
longest_run = candidate_list;
candidate_list.clear();
candidate_list.push_back(word);
}
});
return longest_run;
}
// Finds all pairs of palindromes that appear in the provided collection
// of words.
vector<pair<wstring, wstring>> find_palindromes(const vector<wstring>& words,
size_t min_length)
{
typedef pair<wstring, wstring> pair;
vector<pair> result;
// Copy the words to a new vector object and sort that vector.
vector<wstring> wordvector;
copy(begin(words), end(words), back_inserter(wordvector));
sort(begin(wordvector), end(wordvector));
// Add each word in the original collection to the result whose palindrome
// also exists in the collection.
for_each(begin(words), end(words), [&](const wstring& word) {
if (word.length() >= min_length)
{
wstring rev = word;
reverse(begin(rev), end(rev));
if (rev != word && binary_search(begin(wordvector), end(wordvector), rev))
{
auto candidate1 = make_pair(word, rev);
auto candidate2 = make_pair(rev, word);
if (find(begin(result), end(result), candidate1) == end(result) &&
find(begin(result), end(result), candidate2) == end(result))
result.push_back(candidate1);
}
}
});
return result;
}
Cet exemple génère l’exemple de sortie suivant.
Downloading 'The Iliad'...
Running serial version... took 953 ms.
Running parallel version... took 656 ms.
The most common words that have five or more letters are:
their (953)
shall (444)
which (431)
great (398)
Hector (349)
Achilles (309)
through (301)
these (268)
chief (259)
The longest sequence of words that have the same first letter is:
through the tempest to the tented
The following palindromes appear in the text:
spots stops
speed deeps
keels sleek
Cet exemple utilise l’algorithme parallel_invoke pour appeler plusieurs fonctions qui agissent sur la même source de données. Vous pouvez utiliser l’algorithme parallel_invoke pour appeler n’importe quel ensemble de fonctions en parallèle, et non seulement ceux qui agissent sur les mêmes données.
Étant donné que l’algorithme parallel_invoke appelle chaque fonction de travail en parallèle, ses performances sont limitées par la fonction qui prend le plus de temps pour se terminer (autrement dit, si le runtime traite chaque fonction sur un processeur distinct). Si cet exemple effectue plus de tâches en parallèle que le nombre de processeurs disponibles, plusieurs tâches peuvent s’exécuter sur chaque processeur. Dans ce cas, les performances sont limitées par le groupe de tâches qui prend le plus de temps pour se terminer.
Étant donné que cet exemple effectue trois tâches en parallèle, vous ne devez pas vous attendre à ce que les performances soient mises à l’échelle sur les ordinateurs qui ont plus de trois processeurs. Pour améliorer les performances, vous pouvez interrompre les tâches les plus longues en tâches plus petites et exécuter ces tâches en parallèle.
Vous pouvez utiliser l’algorithme parallel_invoke au lieu des classes concurrency ::task_group et concurrency ::structured_task_group si vous n’avez pas besoin de prise en charge de l’annulation. Pour obtenir un exemple qui compare l’utilisation de l’algorithme parallel_invoke par rapport aux groupes de tâches, consultez How to : Use parallel_invoke to Write a Parallel Sort Routine.
Compilation du code
Pour compiler le code, copiez-le, collez-le dans un projet Visual Studio ou collez-le dans un fichier nommé parallel-word-mining.cpp , puis exécutez la commande suivante dans une fenêtre d’invite de commandes Visual Studio.
cl.exe /EHsc /MD /DUNICODE /D_AFXDLL parallel-word-mining.cpp