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Procedura: specificare il grado di parallelismo in un blocco di flussi di dati

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In questo documento viene descritto come impostare la proprietà ExecutionDataflowBlockOptions.MaxDegreeOfParallelism per consentire a un blocco di flussi di dati di esecuzione di elaborare più messaggi alla volta. Questa operazione è utile quando è presente un blocco di flussi di dati in cui viene eseguito un calcolo di lunga durata ed è possibile trarre vantaggio dall'elaborazione di messaggi in parallelo. Nell'esempio viene usata la classe System.Threading.Tasks.Dataflow.ActionBlock<TInput> per eseguire più operazioni di flussi di dati contemporaneamente; tuttavia, è possibile specificare il massimo grado di parallelismo in uno dei tipi di blocchi di esecuzione predefiniti forniti dalla libreria del flusso di dati TPL, ActionBlock<TInput>, System.Threading.Tasks.Dataflow.TransformBlock<TInput,TOutput> e System.Threading.Tasks.Dataflow.TransformManyBlock<TInput,TOutput>.

Nota

La libreria del flusso di dati TPL (spazio dei nomi System.Threading.Tasks.Dataflow) non viene distribuita con .NET. Per installare lo spazio dei nomi System.Threading.Tasks.Dataflow in Visual Studio, aprire il progetto in Visual Studio, scegliere Gestisci pacchetti NuGet dal menu Progetto ed eseguire una ricerca online del pacchetto System.Threading.Tasks.Dataflow. In alternativa, per installarlo usando l'interfaccia della riga di comando di .NET Core, eseguire dotnet add package System.Threading.Tasks.Dataflow.

Esempio

Nell'esempio seguente vengono eseguiti due calcoli del flusso di dati e viene stampato il tempo trascorso richiesto per ogni calcolo. Nel primo calcolo viene specificato un grado massimo di parallelismo pari a 1, vale a dire l'impostazione predefinita. Un grado massimo di parallelismo pari a 1 determina un'elaborazione seriale dei messaggi da parte del blocco di flussi di dati. Il secondo calcolo è simile al primo, con la differenza che specifica un massimo grado di parallelismo uguale al numero di processori disponibili. Ciò consente al blocco di flusso di dati di eseguire più operazioni in parallelo.

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks.Dataflow;

// Demonstrates how to specify the maximum degree of parallelism
// when using dataflow.
class Program
{
   // Performs several computations by using dataflow and returns the elapsed
   // time required to perform the computations.
   static TimeSpan TimeDataflowComputations(int maxDegreeOfParallelism,
      int messageCount)
   {
      // Create an ActionBlock<int> that performs some work.
      var workerBlock = new ActionBlock<int>(
         // Simulate work by suspending the current thread.
         millisecondsTimeout => Thread.Sleep(millisecondsTimeout),
         // Specify a maximum degree of parallelism.
         new ExecutionDataflowBlockOptions
         {
            MaxDegreeOfParallelism = maxDegreeOfParallelism
         });

      // Compute the time that it takes for several messages to
      // flow through the dataflow block.

      Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
      stopwatch.Start();

      for (int i = 0; i < messageCount; i++)
      {
         workerBlock.Post(1000);
      }
      workerBlock.Complete();

      // Wait for all messages to propagate through the network.
      workerBlock.Completion.Wait();

      // Stop the timer and return the elapsed number of milliseconds.
      stopwatch.Stop();
      return stopwatch.Elapsed;
   }
   static void Main(string[] args)
   {
      int processorCount = Environment.ProcessorCount;
      int messageCount = processorCount;

      // Print the number of processors on this computer.
      Console.WriteLine("Processor count = {0}.", processorCount);

      TimeSpan elapsed;

      // Perform two dataflow computations and print the elapsed
      // time required for each.

      // This call specifies a maximum degree of parallelism of 1.
      // This causes the dataflow block to process messages serially.
      elapsed = TimeDataflowComputations(1, messageCount);
      Console.WriteLine("Degree of parallelism = {0}; message count = {1}; " +
         "elapsed time = {2}ms.", 1, messageCount, (int)elapsed.TotalMilliseconds);

      // Perform the computations again. This time, specify the number of
      // processors as the maximum degree of parallelism. This causes
      // multiple messages to be processed in parallel.
      elapsed = TimeDataflowComputations(processorCount, messageCount);
      Console.WriteLine("Degree of parallelism = {0}; message count = {1}; " +
         "elapsed time = {2}ms.", processorCount, messageCount, (int)elapsed.TotalMilliseconds);
   }
}

/* Sample output:
Processor count = 4.
Degree of parallelism = 1; message count = 4; elapsed time = 4032ms.
Degree of parallelism = 4; message count = 4; elapsed time = 1001ms.
*/

Imports System.Diagnostics
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks.Dataflow

' Demonstrates how to specify the maximum degree of parallelism 
' when using dataflow.
Friend Class Program
    ' Performs several computations by using dataflow and returns the elapsed
    ' time required to perform the computations.
    Private Shared Function TimeDataflowComputations(ByVal maxDegreeOfParallelism As Integer, ByVal messageCount As Integer) As TimeSpan
        ' Create an ActionBlock<int> that performs some work.
        Dim workerBlock = New ActionBlock(Of Integer)(Function(millisecondsTimeout) Pause(millisecondsTimeout), New ExecutionDataflowBlockOptions() With {.MaxDegreeOfParallelism = maxDegreeOfParallelism})
        ' Simulate work by suspending the current thread.
        ' Specify a maximum degree of parallelism.

        ' Compute the time that it takes for several messages to 
        ' flow through the dataflow block.

        Dim stopwatch As New Stopwatch()
        stopwatch.Start()

        For i As Integer = 0 To messageCount - 1
            workerBlock.Post(1000)
        Next i
        workerBlock.Complete()

        ' Wait for all messages to propagate through the network.
        workerBlock.Completion.Wait()

        ' Stop the timer and return the elapsed number of milliseconds.
        stopwatch.Stop()
        Return stopwatch.Elapsed
    End Function

    Private Shared Function Pause(ByVal obj As Object)
        Thread.Sleep(obj)
        Return Nothing
    End Function
    Shared Sub Main(ByVal args() As String)
        Dim processorCount As Integer = Environment.ProcessorCount
        Dim messageCount As Integer = processorCount

        ' Print the number of processors on this computer.
        Console.WriteLine("Processor count = {0}.", processorCount)

        Dim elapsed As TimeSpan

        ' Perform two dataflow computations and print the elapsed
        ' time required for each.

        ' This call specifies a maximum degree of parallelism of 1.
        ' This causes the dataflow block to process messages serially.
        elapsed = TimeDataflowComputations(1, messageCount)
        Console.WriteLine("Degree of parallelism = {0}; message count = {1}; " & "elapsed time = {2}ms.", 1, messageCount, CInt(Fix(elapsed.TotalMilliseconds)))

        ' Perform the computations again. This time, specify the number of 
        ' processors as the maximum degree of parallelism. This causes
        ' multiple messages to be processed in parallel.
        elapsed = TimeDataflowComputations(processorCount, messageCount)
        Console.WriteLine("Degree of parallelism = {0}; message count = {1}; " & "elapsed time = {2}ms.", processorCount, messageCount, CInt(Fix(elapsed.TotalMilliseconds)))
    End Sub
End Class

' Sample output:
'Processor count = 4.
'Degree of parallelism = 1; message count = 4; elapsed time = 4032ms.
'Degree of parallelism = 4; message count = 4; elapsed time = 1001ms.
'

Programmazione efficiente

Per impostazione predefinita, tramite ogni blocco di flussi di dati predefinito i messaggi vengono propagati all'esterno nell'ordine in cui vengono ricevuti. Anche se vengono elaborati più messaggi contemporaneamente quando si specifica un grado massimo di parallelismo maggiore di 1, questi vengono comunque propagati all'esterno nell'ordine in cui vengono ricevuti.

Poiché la proprietà MaxDegreeOfParallelism rappresenta il grado massimo di parallelismo, il blocco di flussi di dati può essere eseguito con un grado di parallelismo minore rispetto a quello specificato. Con il blocco di flussi di dati è possibile usare un minore grado di parallelismo per soddisfare i relativi requisiti funzionali o per tener conto della mancanza di risorse di sistema disponibili. Da parte di un blocco di flussi di dati non viene mai scelto un parallelismo maggiore di quello specificato.

Vedi anche