ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Programowanie Równolegle - Parallel Extensions

•
•
Wojciech Grześkowiak
Wojciech Grześkowiak

Prezentacja z 2010 roku nt programowania równoległego przy pomocy rozwiązania Parallel Extensions.

1 of 25
Download to read offline
Programowanie równoległe Wojciech Grześkowiak 2010/11/12
Agenda • Rynek procesorów • Idea programowania równoległego • Parallel Extensions na platformie .NET • Task Parallel Library od kuchni • Parallel LINQ • Visual Studio Async CTP • Podsumowanie • Bibliografia • Pytania
Rynek procesorów • Prawo Moore’a Liczba tranzystorów w układzie elektrycznym podwaja się co 18-24 miesiące. • Kres procesorów jednordzeniowych • Alternatywa: Procesory wielordzeniowe
Rynek procesorów – Գٱ™
Przyszłość … • Analitycy z firmy Forrester Research przewidują, że już w 2012 roku rozbudowane procesory wyposażone w 64 rdzenie będą instalowane w komputerach domowych. • Już niedługo zabraknie programistów z doświadczeniem w tworzeniu aplikacji wykorzystujących przetwarzanie równoległe. – Dan Reed … To już ostatni dzwonek, aby przekonać młodych programistów o wartości przetwarzania równoległego - dodaje
Procesory wielordzeniowe "Różnica jest taka jak między szybkim sportowym autem, a autobusem szkolnym. Pierwszy szybko przewiezie dwie osoby, a drugi, choć trochę wolniej - czterdzieści„ – Dan Reed
Równoległe a Współbieżne • Współbieżność – wykonywane wątki są przełączane co pewien ustalony (krotki) czas, przez co mamy wrażenie równoległego ich wykonywania. SINGLE CORE • Równoległość – wątki są wykonywanie fizycznie równolegle na różnych jednostkach obliczeniowych MULTI CORE
DEMO Ray Tracing
Parallel Extension • Biblioteka .NET napisana w C# • Przenośne, lekkie środowisko uruchomieniowe • Wsparcie wielowątkowości • Wspólny model wyjątków Nowość na platformie .NET w wersji 4.0
DEMO Tree Walk
Walk Tree • Tabela wyników: Wysokość Liczba Czas – Czas – Czas - drzewa węzłów synchronicznie wątki równolegle 10 2047 49,238 s 190,833 s 27,779 s 9 1023 25,310 s 63,875 s 13,771 s 8 511 12,674 s 23,630 s 7,030s 7 255 6,375 s 10,237 s 3,511 s
Task Manager LQ WG LQ LQ T6 WG WG T7 GLOBAL QUEUE T5 T4 LQ T3 T2 WG T1
Imperative Task Parallelism Task zamiast Thread • Zalety • Brak nakładu związanego z przełączaniem kontekstu • Mniejsze zużycie pamięci • Równomierny rozkład pracy • Skalowalność
DEMO Mnożenie macierzy
Imperative Data Parallelism • Parallel class • Zbiór statycznych metod • Metody pomocnicze do tworzenia Task’ów • Realizacja podstawowych wzorców • For • ForEach • Invoke
DEMO Liczby pierwsze
Declarative Data Parallelism • PLINQ to „Równoległy” Linq to Objects • Prawie N – krotny wzrost wydajności • Minimalny wpływ na dotychczasowy Linq var q = from p in people.AsParallel() where p.age < MaxAge && p.age > MinAge && p.state == STATE order by age ascending select p;
Visual Studio Async CTP • Nowy model programowania asynchronicznego • Zrezygnowanie z używania metod zwrotnych • Nowe słowa kluczowe: async, await
Visual Studio Async CTP public void displayPageTitle() { var client = new WebClient(); client.DownloadStringCompleted += whenCompeted; client.DownloadStringAsync( new Uri("http://www.pw.edu.pl")); } void whenCompleted(object sender, EventArgs e) { WriteLinePageTitle(e.Result); }
Visual Studio Async CTP public async void displayPageTitle() { WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.pw.edu.pl"))); } public static Task<string> DownloadStringTaskAsync( this WebClient webClient, Uri address);
Visual Studio Async CTP public async void displayPageTitle() { WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.pw.edu.pl"))); WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.elka.pw.edu.pl"))); WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.samsung.com"))); }
Kilka rad... • Szukajmy w naszych aplikacjach niezależnych zadań i uruchamiajmy je równolegle. np. rekurencja • Unikajmy synchronizacji • Operacje wykonywane równolegle powinny być czasochłonne. • Przekształcajmy jedynie pętle zewnętrzne
Więcej informacji… Channel 9 http://channel9.msdn.com/tags/Parallel+Extensions/ Microsoft Professional Developers Conference 2010 http://microsoftpdc.com MSDN http://msdn.microsoft.com/en-us/concurrency/ MSDN Blogs http://blogs.msdn.com/pfxteam http://blogs.msdn.com/nativeconcurrency http://www.danielmoth.com/Blog/ http://www.bluebytesoftware.com/blog/ Mój Blog http://blog.fones.pl
PYTANIA ?
ٴܱ

More Related Content

Programowanie Równolegle - Parallel Extensions

  • 2. Agenda • Rynek procesorów • Idea programowania równoległego • Parallel Extensions na platformie .NET • Task Parallel Library od kuchni • Parallel LINQ • Visual Studio Async CTP • Podsumowanie • Bibliografia • Pytania
  • 3. Rynek procesorów • Prawo Moore’a Liczba tranzystorów w układzie elektrycznym podwaja się co 18-24 miesiące. • Kres procesorów jednordzeniowych • Alternatywa: Procesory wielordzeniowe
  • 5. Przyszłość … • Analitycy z firmy Forrester Research przewidują, że już w 2012 roku rozbudowane procesory wyposażone w 64 rdzenie będą instalowane w komputerach domowych. • Już niedługo zabraknie programistów z doświadczeniem w tworzeniu aplikacji wykorzystujących przetwarzanie równoległe. – Dan Reed … To już ostatni dzwonek, aby przekonać młodych programistów o wartości przetwarzania równoległego - dodaje
  • 6. Procesory wielordzeniowe "Różnica jest taka jak między szybkim sportowym autem, a autobusem szkolnym. Pierwszy szybko przewiezie dwie osoby, a drugi, choć trochę wolniej - czterdzieści„ – Dan Reed
  • 7. Równoległe a Współbieżne • Współbieżność – wykonywane wątki są przełączane co pewien ustalony (krotki) czas, przez co mamy wrażenie równoległego ich wykonywania. SINGLE CORE • Równoległość – wątki są wykonywanie fizycznie równolegle na różnych jednostkach obliczeniowych MULTI CORE
  • 9. Parallel Extension • Biblioteka .NET napisana w C# • Przenośne, lekkie środowisko uruchomieniowe • Wsparcie wielowątkowości • Wspólny model wyjątków Nowość na platformie .NET w wersji 4.0
  • 11. Walk Tree • Tabela wyników: Wysokość Liczba Czas – Czas – Czas - drzewa węzłów synchronicznie wątki równolegle 10 2047 49,238 s 190,833 s 27,779 s 9 1023 25,310 s 63,875 s 13,771 s 8 511 12,674 s 23,630 s 7,030s 7 255 6,375 s 10,237 s 3,511 s
  • 12. Task Manager LQ WG LQ LQ T6 WG WG T7 GLOBAL QUEUE T5 T4 LQ T3 T2 WG T1
  • 13. Imperative Task Parallelism Task zamiast Thread • Zalety • Brak nakładu związanego z przełączaniem kontekstu • Mniejsze zużycie pamięci • Równomierny rozkład pracy • Skalowalność
  • 15. Imperative Data Parallelism • Parallel class • Zbiór statycznych metod • Metody pomocnicze do tworzenia Task’ów • Realizacja podstawowych wzorców • For • ForEach • Invoke
  • 17. Declarative Data Parallelism • PLINQ to „Równoległy” Linq to Objects • Prawie N – krotny wzrost wydajności • Minimalny wpływ na dotychczasowy Linq var q = from p in people.AsParallel() where p.age < MaxAge && p.age > MinAge && p.state == STATE order by age ascending select p;
  • 18. Visual Studio Async CTP • Nowy model programowania asynchronicznego • Zrezygnowanie z używania metod zwrotnych • Nowe słowa kluczowe: async, await
  • 19. Visual Studio Async CTP public void displayPageTitle() { var client = new WebClient(); client.DownloadStringCompleted += whenCompeted; client.DownloadStringAsync( new Uri("http://www.pw.edu.pl")); } void whenCompleted(object sender, EventArgs e) { WriteLinePageTitle(e.Result); }
  • 20. Visual Studio Async CTP public async void displayPageTitle() { WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.pw.edu.pl"))); } public static Task<string> DownloadStringTaskAsync( this WebClient webClient, Uri address);
  • 21. Visual Studio Async CTP public async void displayPageTitle() { WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.pw.edu.pl"))); WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.elka.pw.edu.pl"))); WriteLinePageTitle( await new WebClient().DownloadStringTaskAsync( new Uri("http://www.samsung.com"))); }
  • 22. Kilka rad... • Szukajmy w naszych aplikacjach niezależnych zadań i uruchamiajmy je równolegle. np. rekurencja • Unikajmy synchronizacji • Operacje wykonywane równolegle powinny być czasochłonne. • Przekształcajmy jedynie pętle zewnętrzne
  • 23. Więcej informacji… Channel 9 http://channel9.msdn.com/tags/Parallel+Extensions/ Microsoft Professional Developers Conference 2010 http://microsoftpdc.com MSDN http://msdn.microsoft.com/en-us/concurrency/ MSDN Blogs http://blogs.msdn.com/pfxteam http://blogs.msdn.com/nativeconcurrency http://www.danielmoth.com/Blog/ http://www.bluebytesoftware.com/blog/ Mój Blog http://blog.fones.pl
  • 25. ٴܱ