C# 4.0: полное руководство - Герберт Шилдт

Для преждевременного завершения цикла следует воспользоваться методом Break(), вызываемым для экземпляра объекта типа ParallelLoopState внутри тела цикла, определяемого параметром body. Метод Break() объявляется следующим образом.

Вызов метода Break() формирует запрос на как можно более раннее прекращение параллельно выполняемого цикла, что может произойти через несколько шагов цикла после вызова метода Break(). Но все шаги цикла до вызова метода Break() все же выполняются. Следует, также иметь в виду, что отдельные части цикла могут и не выполняться параллельно. Так, если выполнено 10 шагов цикла, то это еще не означает, что все эти 10 шагов представляют 10 первых значений переменной управления циклом.

Прерывание цикла, параллельно выполняемого методом For(), нередко оказывается полезным при поиске данных. Так, если искомое значение найдено, то продолжать выполнение цикла нет никакой надобности. Прерывание цикла может оказаться полезным и в том случае, если во время очередной операции встретились недостоверные данные.

В приведенном ниже примере программы демонстрируется применение метода Break() для прерывания цикла, параллельно выполняемого методом For(). Это вариант предыдущего примера, переработанный таким образом, чтобы метод MyTransform() принимал теперь объект типа ParallelLoopState в качестве своего параметра, а метод Break() вызывался при обнаружении отрицательного значения в массиве данных. Отрицательное значение, по которому прерывается выполнение цикла, вводится в массив data внутри метода Main(). Далее проверяется состояние завершения цикла преобразования данных. Свойство IsCompleted будет содержать логическое значение false, поскольку в массиве data обнаруживается отрицательное значение. При этом на экран выводится номер шага, на котором цикл был прерван. (В этой программе исключены все избыточные циклы, применявшиеся в ее предыдущей версии, а оставлены только самые эффективные из них: последовательно выполняемый цикл инициализации и параллельно выполняемый цикл преобразования.)

// Использовать объекты типа ParallelLoopResult и ParallelLoopState, а также

// метод Break() вместе с методом For() для параллельного выполнения цикла.

using System;

using System.Threading.Tasks;

class DemoParallelForWithLoopResult {

  static int[] data;

  // Метод, служащий в качестве тела параллельно выполняемого цикла.

  //Операторы этого цикла просто расходуют время ЦП для целей демонстрации,

  static void MyTransform(int i, ParallelLoopState pis) {

    // Прервать цикл при обнаружении отрицательного значения,

    if(data[i] < 0) pis.Break();

    data[i] = data[i] / 10;

    if(data[i] < 1000) data[i] = 0;

    if(data[i] > 1000 & data[i] < 2000) data[i] = 100;

    if(data[i] > 2000 & data[i] < 3000) data[i] = 200;

    if(data[i] > 3000) data[i] = 300;

  }

  static void Main() {

    Console.WriteLine("Основной поток запущен.");

    data = new int[100000000];

    // Инициализировать данные.

    for(int i=0; i < data.Length; i++) data[i] = i;

    // Поместить отрицательное значение в массив data, data[1000] = -10;

    // Параллельный вариант инициализации массива в цикле.

    ParallelLoopResult loopResult = Parallel.For(0, data.Length, MyTransform);

    // Проверить, завершился ли цикл,

    if(!loopResult.IsCompleted)

      Console.WriteLine("nЦикл завершился преждевременно из-за того, " +

            "что обнаружено отрицательное значение" +

            "на шаге цикла номер " +

            loopResult.LowestBreakIteration + ".n");

    Console.WriteLine("Основной поток завершен.");

  }

}

Выполнение этой программы может привести, например, к следующему результату.

Основной поток запущен.

Цикл завершился преждевременно из-за того, что обнаружено отрицательное значение на шаге цикла номер 1000

Основной поток завершен.

Как следует из приведенного выше результата, цикл преобразования данных преждевременно завершается после 1000 шагов. Дело в том, что метод Break() вызывается внутри метода MyTransform() при обнаружении в массиве данных отрицательного значения.

Помимо двух описанных выше форм метода For() существует и ряд других его форм. В одних из этих форм допускается указывать различные дополнительные параметры, а в других — использовать параметры типа long вместо int для пошагового выполнения цикла. Имеются также формы метода For(), предоставляющие такие дополнительные преимущества, как, например, возможность указывать метод, вызываемый по завершении потока каждого цикла.

И еще одно, последнее замечание: если требуется остановить цикл, параллельно выполняемый методом For(), не обращая особого внимания на любые шаги цикла, которые еще могут быть в нем выполнены, то для этой цели лучше воспользоваться методом Stop(), чем методом Break().

Применение метода ForEach()

Используя метод ForEach(), можно создать распараллеливаемый вариант цикла foreach. Существует несколько форм метода ForEach(). Ниже приведена простейшая форма его объявления:

public static ParallelLoopResult

      ForEach<TSource>(IEnumerable<TSource> source,

               Action<TSource> body)

где source обозначает коллекцию данных, обрабатываемых в цикле, a body — метод, который будет выполняться на каждом шаге цикла. Как пояснялось ранее в этой книге, во всех массивах, коллекциях (описываемых в главе 25) и других источниках данных поддерживается интерфейс IEnumerable<T>. Метод, передаваемый через параметр body, принимает в качестве своего аргумента значение или ссылку на каждый обрабатываемый в цикле элемент массива, но не его индекс. А в итоге возвращаются сведения о состоянии цикла.

Аналогично методу For(), параллельное выполнение цикла методом ForEach() можно остановить, вызвав метод Break() для экземпляра объекта типа ParallelLoopState, передаваемого через параметр body, при условии, что используется приведенная ниже форма метода ForEach().

public static ParallelLoopResult

      ForEach<TSource>(IEnumerable<TSource> source,

          Action<TSource, ParallelLoopState> body)

В приведенном ниже примере программы демонстрируется применение метода ForEach() на практике. Как и прежде, в данном примере создается крупный массив целых значений. А отличается данный пример от предыдущих тем, что метод, выполняющийся на каждом шаге цикла, просто выводит на консоль значения из массива. Как правило, метод WriteLine() в распараллеливаемом цикле не применяется, потому что ввод-вывод на консоль осуществляется настолько медленно, что цикл оказывается полностью привязанным к вводу-выводу. Но в данном примере метод WriteLine() применяется исключительно в целях демонстрации возможностей метода ForEach(). При обнаружении отрицательного значения выполнение цикла прерывается вызовом метода Break(). Несмотря на то что метод Break() вызывается в одной задаче, другая задача может по-прежнему выполняться в течение нескольких шагов цикла, прежде чем он будет прерван, хотя это зависит от конкретных условий работы среды выполнения.

// Использовать объекты типа ParallelLoopResult и ParallelLoopState, а также

// метод Break() вместе с методом ForEach() для параллельного выполнения цикла.

using System;

using System.Threading.Tasks;

class DemoParallelForWithLoopResult {

  static int[] data;

  // Метод, служащий в качестве тела параллельно выполняемого цикла.

  // В данном примере переменной v передается значение элемента массива

  // данных, а не индекс этого элемента.

  static void DisplayData(int v, ParallelLoopState pis) {

    // Прервать цикл при обнаружении отрицательного значения,