現(xiàn)在硬件設(shè)備越來越強(qiáng)大，單單一個線程真的很難有效的利用。而且云計算的流行，更有效地利用云資源成為大勢所趨。并行計算帶來的對傳統(tǒng)編程模式革命，使更有效的挖掘機(jī)器資源成為可能。下邊就對并行計算做一些介紹：

　　1. 什么是并行計算?

　　并行計算的基本思想就是把復(fù)雜的工作進(jìn)行分解， 分解成可以同時進(jìn)行的多個子任務(wù)， 來縮短任務(wù)的完成時間，提升系統(tǒng)的吞吐性能。 就如下圖所示， A， B， C 三個子任務(wù)同時進(jìn)行，當(dāng)然要比三個子任務(wù)串行要快的多了。

　　

　　2.為什么要選擇并行計算?

　　·提升系統(tǒng)的吞吐量

　　處理單個任務(wù)的速度快了，單位時間相應(yīng)的請求就多了，當(dāng)然吞吐量也就就上去了。

　　·提升系統(tǒng)的相應(yīng)速度

　　系統(tǒng)處理快了， 就不會有太多的堵塞線程， 這樣系統(tǒng)就有富余的資源來響應(yīng)新的請求。

　　·更大的挖掘出單個機(jī)器的性能

　　單線程獨占模式下的程序需要等待一個任務(wù)完成， 才會啟動另一個任務(wù)，如果一個任務(wù)在進(jìn)行大量的I\O操作,其他任務(wù)也沒有辦法開始，只能等待。而這時CPU可閑的發(fā)慌了，對高主頻的CPU閑著不用那　　可以極大地犯罪。如果你要把你的服務(wù)架到云上，空閑著系統(tǒng)CPU, 那就不單單是犯罪，那可還是在浪費Money呀。所以多線程并發(fā)就表現(xiàn)出了很好的資源利用能力，　一個線程在I\O操作，另一個就可　　以利用CPU資源。

　　3.并行子任務(wù)的載體

　　并行任務(wù)的載體可分為兩類：

　　·線程：　同時啟動啟動多個線程， 每個線程負(fù)責(zé)執(zhí)行一個或多個任務(wù)， 通過線程并行來達(dá)到多個子任務(wù)的并行處理。當(dāng)選擇這種方式進(jìn)行并發(fā)處理時，并行程序的處理能力非常依賴機(jī)器的性能， 尤其是CPU 核的數(shù)量。

　　·進(jìn)程：　對于多進(jìn)程并行，現(xiàn)在應(yīng)用最多的就是基于網(wǎng)絡(luò)的分布式系統(tǒng)

　　4.是不是只要并行， 就可以提高系統(tǒng)性能

　　·提升性能的情況：　合理的把復(fù)雜任務(wù)進(jìn)行拆解，　需要考慮拆解后的并行子任務(wù)的個數(shù)和機(jī)器處理核的個數(shù)關(guān)系，　以及每個子任務(wù)處理的時間，　對之上的數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡處理。提升比較明顯的是那種處理的數(shù)據(jù)量很大，或者要執(zhí)行的數(shù)據(jù)處理任務(wù)繁重，并且這些任務(wù)本身就可以分解為互不相關(guān)的子任務(wù)時，使用并行計算是合適的。

　　·降低性能的情況：　如果在一個單核的機(jī)器上跑多線程并行的程序，性能的提升是非常有限的，有時可能會降低性能。因為多個線程在爭搶一個CPU資源， 并且線程的開啟，初始化以及銷毀都有不小的性能消耗。但從最近幾年的計算機(jī)硬件發(fā)展來看， 已經(jīng)開始了多核趨勢， 現(xiàn)在隨便買個機(jī)器都是2核4核， 而主頻的提升已經(jīng)非常緩慢(硬件發(fā)展限制)。 所以最近幾年并行計算火了起來， 并行可以最大限度的應(yīng)用計算機(jī)資源。

　　5.并行的問題

　　·開發(fā)復(fù)雜性增高：這是一定的了，需要考慮子任務(wù)的協(xié)調(diào)，以及彼此間的通信，而且還要基于機(jī)器性能考慮開線程個數(shù)

　　·死鎖：有并行，就必然存在死鎖的可能

　　·利用代碼覆蓋很難測試出系統(tǒng)隱藏的bug

　　·調(diào)試?yán)щy：盡管VS2010增加了對多線程調(diào)試的支持，但調(diào)試還是有一定的難度，常常會看的眼花繚亂。

　　6.NET 4.0 Parallel Framework

　　我們知道微軟在.NET 4.0里加入了對并行計算的支持， 引入了一些類庫可以讓開發(fā)人員更快更穩(wěn)定的編寫出并行代碼。 下面簡單介紹一下.NET 4.0 里對并行計算的支持：

　　

　　·TPL: 以前開發(fā)并行程序， 開發(fā)人員通常會直接操作Thread, 并且利用lock機(jī)制和信號量機(jī)制。這種開發(fā)方式使程序變得復(fù)雜難懂。 TPL 是把開發(fā)人員從對Thread的關(guān)注提升到Task級別， 這樣開發(fā)人員不需要過分關(guān)注線程的創(chuàng)建以及同步問題。也不需要手動進(jìn)行多線程之間的調(diào)度， 以及線程數(shù)量等的管理， TPL會把一切在底層完成

　　·Scheduler: 任務(wù)調(diào)度器，　負(fù)責(zé)任務(wù)的調(diào)度\啟動\停止\暫停，　它是parallel framework 的核心

　　·Thread Pool: 4.0對threadPool作了很大的改進(jìn)，并且和任務(wù)調(diào)度器進(jìn)行了集成

　　·PLINQ: 讓查詢操作可以并行執(zhí)行， 目前版本只支持linq to object

　　·Parallel.For\Parallel.Foreach: 可以非常簡單的把for 或foreach 子句里的代碼并行起來

　　總之，多線程并行計算絕對是有美好的前景的!