Postupy: Synchronizace souběh operací pomocí bariéry
Následující příklad ukazuje, jak synchronizovat souběžné úlohy s .Barrier
Příklad
Účelem následujícího programu je spočítat, kolik iterací (nebo fází) se vyžaduje pro dvě vlákna, aby každá našla svou polovinu řešení ve stejné fázi pomocí randomizačního algoritmu k opětovnému zamíchání slov. Po náhodném prohazování jednotlivých vláken porovná operace bariéry po fázi dva výsledky a zjistí, jestli byla úplná věta vykreslena ve správném pořadí slov.
//#define TRACE
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace BarrierSimple
{
class Program
{
static string[] words1 = new string[] { "brown", "jumps", "the", "fox", "quick"};
static string[] words2 = new string[] { "dog", "lazy","the","over"};
static string solution = "the quick brown fox jumps over the lazy dog.";
static bool success = false;
static Barrier barrier = new Barrier(2, (b) =>
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < words1.Length; i++)
{
sb.Append(words1[i]);
sb.Append(" ");
}
for (int i = 0; i < words2.Length; i++)
{
sb.Append(words2[i]);
if(i < words2.Length - 1)
sb.Append(" ");
}
sb.Append(".");
#if TRACE
System.Diagnostics.Trace.WriteLine(sb.ToString());
#endif
Console.CursorLeft = 0;
Console.Write("Current phase: {0}", barrier.CurrentPhaseNumber);
if (String.CompareOrdinal(solution, sb.ToString()) == 0)
{
success = true;
Console.WriteLine("\r\nThe solution was found in {0} attempts", barrier.CurrentPhaseNumber);
}
});
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(() => Solve(words1));
Thread t2 = new Thread(() => Solve(words2));
t1.Start();
t2.Start();
// Keep the console window open.
Console.ReadLine();
}
// Use Knuth-Fisher-Yates shuffle to randomly reorder each array.
// For simplicity, we require that both wordArrays be solved in the same phase.
// Success of right or left side only is not stored and does not count.
static void Solve(string[] wordArray)
{
while(success == false)
{
Random random = new Random();
for (int i = wordArray.Length - 1; i > 0; i--)
{
int swapIndex = random.Next(i + 1);
string temp = wordArray[i];
wordArray[i] = wordArray[swapIndex];
wordArray[swapIndex] = temp;
}
// We need to stop here to examine results
// of all thread activity. This is done in the post-phase
// delegate that is defined in the Barrier constructor.
barrier.SignalAndWait();
}
}
}
}
Imports System.Collections.Generic
Imports System.Linq
Imports System.Text
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks
Class Program
Shared words1() = New String() {"brown", "jumps", "the", "fox", "quick"}
Shared words2() = New String() {"dog", "lazy", "the", "over"}
Shared solution = "the quick brown fox jumps over the lazy dog."
Shared success = False
Shared barrier = New Barrier(2, Sub(b)
Dim sb = New StringBuilder()
For i As Integer = 0 To words1.Length - 1
sb.Append(words1(i))
sb.Append(" ")
Next
For i As Integer = 0 To words2.Length - 1
sb.Append(words2(i))
If (i < words2.Length - 1) Then
sb.Append(" ")
End If
Next
sb.Append(".")
System.Diagnostics.Trace.WriteLine(sb.ToString())
Console.CursorLeft = 0
Console.Write("Current phase: {0}", barrier.CurrentPhaseNumber)
If (String.CompareOrdinal(solution, sb.ToString()) = 0) Then
success = True
Console.WriteLine()
Console.WriteLine("The solution was found in {0} attempts", barrier.CurrentPhaseNumber)
End If
End Sub)
Shared Sub Main()
Dim t1 = New Thread(Sub() Solve(words1))
Dim t2 = New Thread(Sub() Solve(words2))
t1.Start()
t2.Start()
' Keep the console window open.
Console.ReadLine()
End Sub
' Use Knuth-Fisher-Yates shuffle to randomly reorder each array.
' For simplicity, we require that both wordArrays be solved in the same phase.
' Success of right or left side only is not stored and does not count.
Shared Sub Solve(ByVal wordArray As String())
While success = False
Dim rand = New Random()
For i As Integer = 0 To wordArray.Length - 1
Dim swapIndex As Integer = rand.Next(i + 1)
Dim temp As String = wordArray(i)
wordArray(i) = wordArray(swapIndex)
wordArray(swapIndex) = temp
Next
' We need to stop here to examine results
' of all thread activity. This is done in the post-phase
' delegate that is defined in the Barrier constructor.
barrier.SignalAndWait()
End While
End Sub
End Class
A Barrier je objekt, který brání jednotlivým úkolům v paralelní operaci pokračovat, dokud se všechny úkoly nedostanou do bariéry. Je užitečné, když dojde k paralelní operaci ve fázích a každá fáze vyžaduje synchronizaci mezi úlohami. V tomto příkladu existují dvě fáze operace. V první fázi každý úkol vyplní svoji část vyrovnávací paměti daty. Když každý úkol dokončí vyplňování jeho oddílu, úkol signalizuje bariéru, že je připraven pokračovat, a pak čeká. Když všechny úkoly signalizují bariéru, odblokují se a zahájí se druhá fáze. Bariéra je nezbytná, protože druhá fáze vyžaduje, aby každý úkol měl přístup ke všem datům vygenerovaným v tomto bodě. Bez bariéry se první úkoly, které se dokončí, se mohou pokusit číst z vyrovnávacích pamětí, které ještě nebyly vyplněny jinými úkoly. Tímto způsobem můžete synchronizovat libovolný počet fází.
