有关对耗时很大循环进行并行化优化的探讨之三：并行线程越多运行就会越快吗？

在.net framework4.0以后，出现了并行编程的概念，使用 Parallel.For(0, N, i =>{ ... }，很容易就可以实现我们自定义的并行化循环操作，在并行循环体中，还可以操作外部的变量，这个特性是很多其他语言所没有的，当然其他语言，诸如JAVA之类，完全可以采用我们在第二篇所介绍的方法自己生成并行化操作。

由于.net framework使用环境的局限性，以及“庞大的身躯”，和安装时必须向微软“报到”的限制。很多开发商并不喜欢用，完全可以采用我所介绍的方式实现并行化，与微软的并行化的区别只是他的循环体是使用了lamda表达式，而我的方式是使用委托而已。再发散一下，我个人认为微软的并行化操作在并行化优化方面，多处理器利用方面会更有优势些，性能会更好。

但.Net FrameWork中对并行化并行化的最大线程数貌似并没有进行个性化限定，运行起来自然是并行任务能开多少开多少了。就并行线程数的问题，我们在某个项目中做了一个实验，具体的并行任务中既有数据库操作，又有通信操作，还包括了若干锁定资源操作，以下就是实验结果：

最大线程数	程序平均执行时间
单线程	31470 ms
15线程	20042 ms
5线程	20307 ms
3线程	18745 ms
2线程	18523 ms

从这个有趣的实验结果可以看出，某些应用下，似乎线程数越多，执行时间反而越慢了, 很多情况下，并行化的程序性能可能反而不如顺序执行，甚至会出现一些死锁等问题，这在微软的说明中提到了很多（见http://technet.microsoft.com/zh-cn/magazine/dd997392(VS.110).aspx），从这篇文章，我们可以看到，影响性能的因素主要有两大类：
1. 对共享资源的锁定问题：这个问题比较好理解，如果多个并行任务尝试操作被锁定的内存位置，那么后来的肯定要等待，对于考虑不很周到的代码，其结果就是比串行机制还慢.
2. 循环体内的对象运行机制问题
在微软的说明中，提到了“不安全的对象”并行化的问题，比如filestream, ui对象等，

另一个有趣的操作是数据库操作及通信操作, 其特征是自身就具有不可控的性能瓶颈，最好通过优化数据库的命令，如连表查询、存储过程等处理。
但对于懒人，或者不需要再精细优化的情况下，并行任务占据的线程数越少，对整体资源及其他任务的影响也越少，所以我们可以对已经封装的并行化类进行一下最大线程数的限制：

   class ParaLoop
    {
         ....
        private int _MaxThreadQty;

        private int _CurrentThreadQty;
        private ManualResetEvent ReqThreadEvent = new ManualResetEvent(false);
        private object _SynthreadQty = new object();

        public ParaLoop(int mtq)
        {
            _MaxThreadQty = mtq;
        }

        private void ReleaseThread()   //使用完后释放线程，并通知可以申请新线程
        {
            lock (_SynthreadQty )
            {
                _CurrentThreadQty--;
                ReqThreadEvent.Set();
            }
        }


         ~ParaLoop()
        {
            ReqThreadEvent.Set();
        }
 
        private MyParaThread RequestThread()   // 申请线程，如果达到最大数则等待，直到有新的线程可用
        {
            lock (_SynthreadQty)
            {
                if (_CurrentThreadQty < _MaxThreadQty)
                {
                    _CurrentThreadQty++;
                    return new MyParaThread();
                }
                else
                {
                    ReqThreadEvent.Reset();
                }
            }

            ReqThreadEvent.WaitOne();

            lock (_SynthreadQty)
            {
                _CurrentThreadQty++;
                return new MyParaThread();
            }            
        }

       public object ParaCompute(MyParaLoopTaskHandler loopTask, object[] inArg, int loopQty)
        {
            ...

            for (int i = 0; i < _TotalQty; i++)
            {
                MyParaThread u = RequestThread();  //由直接新建线程改为申请线程
             //   MyParaThread u = new MyParaThread();
                
            }
            _ParaEvent.WaitOne();

            return _ParaLoop_Return;
        }
  

       void u_EndTaskCallBack(bool taskRst, object retVal)
        {
           ... 

            ReleaseThread();   //有返回值表示可以释放线程了
         }
    }

 

}