Цикл while и Parallel.For

До сих пор, говоря о распараллеливании циклов, мы рассматривали исключительно цикл типа for. Более общей формой цикла является форма с циклом while:

while (B) { body }

Как распараллелить такой цикл, когда заголовок цикла не определяет число итераций, требуемых для завершения цикла? Пример на эту тему у нас уже встречался, когда мы рассматривали числа-градины. Там же, по существу, дано и решение возникающей проблемы. Решение основано на возможности использования оператора break в параллельно выполняемых итерациях цикла. Условие выхода (B) проверяется в ходе выполнения итерации и при его истинности осуществляется прерывание выполнения исполняемых итераций. При этом обеспечивается возможность выяснения наименьшего индекса итерации, для которого выполняется условие выхода. Подробная семантика процесса прерывания уже описана в этой главе. Давайте рассмотрим схему замены цикла while параллельным циклом Parallel.For. Она выглядит следующим образом:

ParallelLoopResult res;

//Параллельный запуск итераций

res = Parallel.For(0, N, body);

//минимальный индекс итерации, на которой выполняется условие завершения

int index = res.LowestBreakIteration;

if (res.IsCompleted)

//выход по достижению максимума итераций

else

//выход по условию цикла while

Тело цикла оформляется как метод, которому передаются два параметра - индекс текущей итерации и параметр класса ParallelLoopState:

void body(int i, ParallelLoopState pls)

{

//начальная часть тела цикла

…

//проверка условия выхода

if (B)

pls.Break();

//завершающая часть тела цикла

…

}

Остается вопрос, требующий решения, - как задать параметр N. Чаще всего, известно максимально возможное число итераций. Например, в классической задаче поиска по образцу, использующей цикл while, число итераций не может превышать числа элементов массива. В других задачах это число выбирается из каких-то внешних предположений, как например в задаче о числах-градинах, нас интересовал ответ для некоторого фиксированного интервала чисел. Например, для плохо сходящихся процессов разумно задавать некоторое максимальное число итераций, при достижении которого процесс прекращается. Так что число N в этой схеме - это число, ограничивающее максимальное число итераций. Наша схема всегда позволяет выяснить, как закончился цикл - либо по достижению максимума итераций, либо по достижению истинности условия B на итерации. В последнем случае известен минимальный индекс итерации, на котором это условие стало истинным.

Подводя итог, можно сказать, что циклы while также могут быть достаточно просто распараллелены. Как всегда, главная проблема состоит в обеспечении независимости итераций цикла. Ответственность за решение этой проблемы несет программист.