如何：使用可組合的類別改善效能

這個範例將示範如何使用 concurrency::combinable 類別來計算 std::array 物件中屬於質數的數字總和。 combinable 類別會透過排除共用狀態，改善效能。

範例

下列範例會使用 std::accumulate 函式來計算陣列中屬於質數的元素總和。 在這個範例中，a 是 array 物件，而且 is_prime 函式會判斷其輸入值是否為質數。

prime_sum = accumulate(begin(a), end(a), 0, [&](int acc, int i) {
   return acc + (is_prime(i) ? i : 0);
});

下列範例顯示平行處理上一則範例的自然方式。 這個範例會使用 concurrency::parallel_for_each 演算法，以平行方式處理陣列，並且使用 concurrency::critical_section 物件來同步處理 prime_sum 變數的存取權。 這個範例不會調整，因為每個執行緒都必須等候共用資源成為可用。

critical_section cs;
prime_sum = 0;
parallel_for_each(begin(a), end(a), [&](int i) {
   cs.lock();
   prime_sum += (is_prime(i) ? i : 0);
   cs.unlock();
});

下列範例會使用 combinable 物件來改善上一則範例的效能。 這個範例會排除同步處理物件的需求。它會進行調整，因為 combinable 物件可讓每個執行緒獨立執行其工作。

combinable 物件通常會用於兩個步驟中。 首先，以平行方式執行工作，藉以產生一連串精細的運算。 接著，將運算結合 (或減少) 成最終結果。 這個範例會使用 concurrency::combinable::local 方法來取得區域總和的參考。 然後，它會使用 concurrency::combinable::combine 方法和 std::plus 物件，將這些區域運算結合成最終結果。

combinable<int> sum;
parallel_for_each(begin(a), end(a), [&](int i) {
   sum.local() += (is_prime(i) ? i : 0);
});
prime_sum = sum.combine(plus<int>());

下列範例會同時以循序和平行方式計算質數的總和。 此範例會將執行這兩個運算所需的時間列印至主控台。

// parallel-sum-of-primes.cpp 
// compile with: /EHsc
#include <windows.h>
#include <ppl.h>
#include <array>
#include <numeric>
#include <iostream>

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;
}

// Determines whether the input value is prime. 
bool is_prime(int n)
{
   if (n < 2)
      return false;
   for (int i = 2; i < n; ++i)
   {
      if ((n % i) == 0)
         return false;
   }
   return true;
}

int wmain()
{   
   // Create an array object that contains 200000 integers. 
   array<int, 200000> a;

   // Initialize the array such that a[i] == i.
   iota(begin(a), end(a), 0);

   int prime_sum;
   __int64 elapsed;

   // Compute the sum of the numbers in the array that are prime.
   elapsed = time_call([&] {
      prime_sum = accumulate(begin(a), end(a), 0, [&](int acc, int i) {
         return acc + (is_prime(i) ? i : 0);
      });
   });   
   wcout << prime_sum << endl;   
   wcout << L"serial time: " << elapsed << L" ms" << endl << endl;

   // Now perform the same task in parallel.
   elapsed = time_call([&] {
      combinable<int> sum;
      parallel_for_each(begin(a), end(a), [&](int i) {
         sum.local() += (is_prime(i) ? i : 0);
      });
      prime_sum = sum.combine(plus<int>());
   });
   wcout << prime_sum << endl;
   wcout << L"parallel time: " << elapsed << L" ms" << endl << endl;
}

下列是針對配備四個處理器之電腦的範例輸出。

編譯程式碼

若要編譯程式碼，請複製該程式碼，然後將它貼入 Visual Studio 專案中，或貼入名為 parallel-sum-of-primes.cpp 的檔案，然後在 Visual Studio 的 [命令提示字元] 視窗中執行下列命令。

cl.exe /EHsc parallel-sum-of-primes.cpp

穩固程式設計

如需使用對應並減少作業會產生相同的結果的範例，請參閱 平行演算法。

請參閱

參考

combinable 類別

critical_section 類別

概念

平行容器和物件