Delen via


Gids: parallel_invoke gebruiken om parallelle operaties uit te voeren

In dit voorbeeld ziet u hoe u het algoritme gelijktijdigheid::p arallel_invoke gebruikt om de prestaties van een programma dat meerdere bewerkingen uitvoert op een gedeelde gegevensbron te verbeteren. Omdat er geen bewerkingen van de bron worden gewijzigd, kunnen ze op een eenvoudige manier parallel worden uitgevoerd.

Voorbeeld: Bewerkingen maken, initialiseren en uitvoeren op een variabele

Bekijk het volgende codevoorbeeld waarmee een variabele van het type MyDataTypewordt gemaakt, een functie wordt aangeroepen om die variabele te initialiseren en vervolgens meerdere langdurige bewerkingen op die gegevens uit te voeren.

MyDataType data;
initialize_data(data);

lengthy_operation1(data);
lengthy_operation2(data);
lengthy_operation3(data);

Als de lengthy_operation1, lengthy_operation2en lengthy_operation3 functies de MyDataType variabele niet wijzigen, kunnen deze functies parallel worden uitgevoerd zonder aanvullende wijzigingen.

Voorbeeld: Het vorige voorbeeld parallel uitvoeren

In het volgende voorbeeld wordt het vorige voorbeeld gewijzigd om parallel te worden uitgevoerd. Het parallel_invoke algoritme voert elke taak parallel uit en retourneert nadat alle taken zijn voltooid.

MyDataType data;
initialize_data(data);

concurrency::parallel_invoke(
   [&data] { lengthy_operation1(data); },
   [&data] { lengthy_operation2(data); },
   [&data] { lengthy_operation3(data); }
);

Voorbeeld: Meerdere bewerkingen uitvoeren op een gedownload bestand

In het volgende voorbeeld wordt The Iliad by Homer gedownload van gutenberg.org en worden er meerdere bewerkingen uitgevoerd op dat bestand. In het voorbeeld worden deze bewerkingen eerst serieel uitgevoerd en worden vervolgens dezelfde bewerkingen parallel uitgevoerd.

// 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;
}

In dit voorbeeld wordt de volgende voorbeelduitvoer geproduceerd.

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

In dit voorbeeld wordt het parallel_invoke algoritme gebruikt om meerdere functies aan te roepen die op dezelfde gegevensbron reageren. U kunt het parallel_invoke algoritme gebruiken om een set functies parallel aan te roepen, niet alleen functies die op dezelfde gegevens reageren.

Omdat het parallel_invoke algoritme elke werkfunctie parallel aanroept, worden de prestaties ervan gebonden aan de functie die het langst duurt om te voltooien (dat wil gezegd, als de runtime elke functie op een afzonderlijke processor verwerkt). Als in dit voorbeeld meer taken parallel worden uitgevoerd dan het aantal beschikbare processors, kunnen meerdere taken op elke processor worden uitgevoerd. In dit geval zijn de prestaties gebonden aan de groep taken die het langst duren voordat ze zijn voltooid.

Omdat in dit voorbeeld drie taken parallel worden uitgevoerd, moet u niet verwachten dat prestaties worden geschaald op computers met meer dan drie processors. Als u de prestaties wilt verbeteren, kunt u de langst lopende taken opsplitsen in kleinere taken en deze taken parallel uitvoeren.

U kunt het parallel_invoke algoritme gebruiken in plaats van de gelijktijdigheid::task_group en gelijktijdigheid::structured_task_group klassen als u geen ondersteuning voor annulering nodig hebt. Voor een voorbeeld waarin het gebruik van het parallel_invoke algoritme versus taakgroepen wordt vergeleken, raadpleegt u Procedure: Parallel_invoke gebruiken om een parallelle sorteerroutine te schrijven.

De code compileren

Als u de code wilt compileren, kopieert u deze en plakt u deze in een Visual Studio-project of plakt u deze in een bestand met de naam parallel-word-mining.cpp en voert u vervolgens de volgende opdracht uit in een Visual Studio-opdrachtpromptvenster.

cl.exe /EHsc /MD /DUNICODE /D_AFXDLL parallel-word-mining.cpp

Zie ook

Parallelle algoritmen
parallel_invoke, functie