Tutorial: Verwenden der For-Schleife aus der Parallel Programming Library
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Inhaltsverzeichnis
In diesem Tutorial wird die Verwendung der Methode TParallel.For aus der Parallel Programming Library (PPL) gezeigt. TParallel.For teilt eine for-Schleife in einzelne Teile auf, die parallel ausgeführt werden, und führt diese Teile mit Aufgaben aus.
Dieses Tutorial besteht aus einer einfachen Anwendung, die die ersten X Primzahlen sucht. Diese Berechnung wird mit einer seriellen Version mit der klassischen for-Schleife und einer parallelen Version mit der Methode TParallel.For durchgeführt.
Erstellen des Projekts
Erstellen Sie ein neues Projekt:
- Für Delphi wählen Sie Datei > Neu > Geräteübergreifende Anwendung - Delphi > Leere Anwendung.
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Hinzufügen der Komponenten
- Fügen Sie dem Formular zwei TButton-Komponenten hinzu.
- Setzen Sie die Eigenschaft Name einer Schaltfläche auf btnForLoop und die Eigenschaft Text auf For Loop. Mit dieser Schaltfläche wird die serielle Version der Primzahlberechnung aufgerufen.
- Setzen Sie die Eigenschaft Name der anderen Schaltfläche auf btnParallelLoop und die Eigenschaft Text auf Parallel Loop. Mit dieser Schaltfläche wird die parallele Version der Primzahlberechnung aufgerufen.
- Legen Sie eine TMemo-Komponente auf dem Formular ab.
- Passen Sie die Größe von TMemo so an, dass die gesamten Meldungen angezeigt werden können.
Implementieren der TParallel.For-Funktionalität
Implementieren Sie zuerst die Ereignisbehandlungsroutinen für die OnClick-Ereignisse der Schaltflächen For Loop und Parallel Loop. Mit der Schaltfläche For Loop wird die Funktion ausgeführt, die nach den Primzahlen mit einer klassischen for-Schleife sucht. Parallel Loop verwendet TParallel.For.
Schreiben Sie dazu Code wie den folgenden:
const
Max =5000000;
procedure TForm1.btnForLoopClick(Sender: TObject);
var
I, Tot: Integer;
SW: TStopwatch;
begin
// counts the prime numbers below a given value
Tot:=0;
SW := TStopWatch.Create;
SW.Start;
for I := 1 to Max do
begin
if IsPrime(I) then
Inc(Tot);
end;
SW.Stop;
Memo1.Lines.Add(Format('Sequential For loop. Time (in milliseconds): %d - Primes found: %d', [SW.ElapsedMilliseconds,Tot]));
end;
procedure TForm1.btnParallelForClick(Sender: TObject);
var
Tot: Integer;
SW: TStopwatch;
begin
try
// counts the prime numbers below a given value
Tot :=0;
SW :=TStopWatch.Create;
SW.Start;
TParallel.For(2,1,Max,procedure(I:Int64)
begin
if IsPrime(I) then
TInterlocked.Increment(Tot);
end);
SW.Stop;
Memo1.Lines.Add(Format('Parallel For loop. Time (in milliseconds): %d - Primes found: %d', [SW.ElapsedMilliseconds,Tot]));
except on E:EAggregateException do
ShowMessage(E.ToString);
end;
end;
In Delphi wird die Funktion als anonyme Methode an TParallel.For übergeben.
Fügen Sie auch den Implementierungscode für die Funktion IsPrime hinzu:
function IsPrime(N: Integer): Boolean;
var
Test, k: Integer;
begin
if N <= 3 then
IsPrime := N > 1
else if ((N mod 2) = 0) or ((N mod 3) = 0) then
IsPrime := False
else
begin
IsPrime := True;
k := Trunc(Sqrt(N));
Test := 5;
while Test <= k do
begin
if ((N mod Test) = 0) or ((N mod (Test + 2)) = 0) then
begin
IsPrime := False;
break; { jump out of the for loop }
end;
Test := Test + 6;
end;
end;
end;
void __fastcall TForm1::btnForLoopClick(TObject *Sender)
{
int Max=5000000;
Tot =0;
System::Diagnostics::TStopwatch sw= System::Diagnostics::TStopwatch::Create();
sw.Start();
for(int I=1;I<=Max;I++){
if(IsPrime(I)) {
Tot++;
}
}
sw.Stop();
Memo1-> Lines->Add(
String().sprintf(L"Sequential For loop. Time (in milliseconds): %lld, Primes found: %lld",sw.ElapsedMilliseconds, Tot));
}
void __fastcall TForm1::btnParallelForClick(TObject *Sender)
{
int Max=5000000;
Tot =0;
System::Diagnostics::TStopwatch sw= System::Diagnostics::TStopwatch::Create();
sw.Start();
TParallel::For(NULL,1,Max,MyIteratorEvent);
sw.Stop();
Memo1-> Lines->Add(
String().sprintf(L"Parallel For loop. Time (in milliseconds): %lld, Primes found: %lld",sw.ElapsedMilliseconds, Tot));
}
In C++ wird die Funktion als Iterator-Ereignis an TParallel.For übergeben.
Der Code zur Implementierung des Iterator-Ereignisses:
void __fastcall TForm1::MyIteratorEvent(TObject* Sender, int AIndex)
{
if(IsPrime(AIndex)){
TInterlocked::Increment(Tot);
}
}
Der Code für die Funktion IsPrime in C++:
bool TForm1::IsPrime(int N){
int Test, k;
bool aPrime;
if (N <= 3){
return N > 1;
}
else if (((N % 2) == 0) || ((N % 3) == 0)){
return false;
}else{
aPrime = true;
k = (int)sqrt(N);
Test = 5;
while (Test <= k){
if (((N % Test) == 0) || ((N % (Test + 2)) == 0)){
aPrime = false;
break; //jump out of the for loop
}
Test = Test + 6;
}
return aPrime;
}
}
Fügen Sie auch die folgenden Deklarationen in die Projekt-Header-Datei ein:
private: // User declarations
void __fastcall MyIteratorEvent(TObject* Sender, int AIndex);
public: // User declarations
int Tot;
Sie müssen auch die erforderlichen Bibliotheken in den Code einbeziehen.
Delphi:
Fügen Sie für Delphi-Anwendungen der uses-Klausel die folgende Unit hinzu, sofern sie noch nicht darin enthalten ist:
uses
System.Threading;
System.Diagnostics;
System.SyncObjs;
Fügen Sie für C++-Anwendungen der Projekt-Header-Datei den folgenden include-Operator hinzu:
#include <System.Threading.hpp>
#include <System.Diagnostics.hpp>
#include <System.SyncObjs.hpp>
Ausführen der Anwendung
Nun können Sie die Anwendung ausführen:
- Drücken Sie
F9, oder wählen Sie Start > Start.
Wie Sie sehen, ist die Methode TParallel.For effizienter, weil sie die verfügbaren CPUs für die parallele Ausführung von Prozeduren verwendet.