Несколько вызовов Parallel.ForEach, MemoryBarrier?

Question

У меня есть куча строк данных, и я хочу использовать Parallel.ForEach для вычисления некоторого значения на каждой строке, как это ...

class DataRow 
{ 
    public double A { get; internal set; } 
    public double B { get; internal set; } 
    public double C { get; internal set; } 

    public DataRow() 
    { 
     A = double.NaN; 
     B = double.NaN; 
     C = double.NaN; 
    } 
} 

class Program 
{ 
    static void ParallelForEachToyExample() 
    { 
     var rnd = new Random(); 
     var df = new List<DataRow>(); 

     for (int i = 0; i < 10000000; i++) 
     { 
      var dr = new DataRow {A = rnd.NextDouble()}; 
      df.Add(dr); 
     } 

     // Ever Needed? (I) 
     //Thread.MemoryBarrier(); 

     // Parallel For Each (II) 
     Parallel.ForEach(df, dr => 
     { 
      dr.B = 2.0*dr.A; 
     }); 

     // Ever Needed? (III) 
     //Thread.MemoryBarrier(); 

     // Parallel For Each 2 (IV) 
     Parallel.ForEach(df, dr => 
     { 
      dr.C = 2.0 * dr.B; 
     }); 
    } 
} 

(В этом примере нет необходимости распараллеливания и если было, все могли бы войти в один Parallel.ForEach. Но это означает упрощенную версию некоторого кода, где имеет смысл настроить его таким образом).

Возможно ли, чтобы чтения были переупорядочены здесь, чтобы в итоге я получил строку данных, где B! = 2A или C! = 2B?

Скажем, первый Parallel.ForEach (II) назначает рабочий поток 42 для работы с строкой данных 0. И второй Parallel.ForEach (IV) назначает рабочий поток 43 для работы с строкой данных 0 (как только первая параллельная .ForEach заканчивается). Есть ли вероятность, что чтение dr.B для строки 0 в потоке 43 вернет double.NaN, поскольку он еще не видел запись из потока 42?

И если да, то вставляет ли барьер памяти при помощи III вообще? Это заставит обновления с первого Parallel.ForEach быть видимыми для всех потоков до того, как будет запущен второй Parallel.ForEach?

Answer 1

Работа, начатая Parallel.ForEach(), будет выполнена до ее возвращения. Внутренне, ForEach() порождает Task для каждой итерации и называет Wait(). В результате вам не нужно синхронизировать доступ между вызовами ForEach().

Вы сделать необходимости держать это в виде, для отдельных задач с ForEach() перегрузками, которые позволяют вам доступ к состоянию ШСА, агрегирование результатов от задач и т.д. Например, в этом тривиальном примере, который подводит итог 1 ≤ x ≤ 100, то Action передается localFinally из Parallel.For() должен быть обеспокоены вопросами синхронизации,

var total = 0; 

Parallel.For(0, 101,() => 0, // <-- localInit 
(i, state, localTotal) => { // <-- body 
    localTotal += i; 
    return localTotal; 
}, localTotal => { <-- localFinally 
    Interlocked.Add(ref total, localTotal); // Note the use of an `Interlocked` static method 
}); 

// Work of previous `For()` call is guaranteed to be done here 

Console.WriteLine(total); 

в вашем примере, не нужно вставить барьер памяти между ForEach() вызовов. В частности, петля IV может зависеть от завершенных результатов II, и Parallel.ForEach() уже вставлен III для вас.

Отрывок из источников: Parallel Framework and avoiding false sharing

Answer 2

С более чем один поток будет доступ к той же переменной «dr.B», вам нужно будет убедиться, что ваш C# код потокобезопасно.

Попробуйте использовать "замок" круглый каждой операции https://msdn.microsoft.com/en-us/library/c5kehkcz.aspx

например,

private Object thisLock1 = new Object(); 
... 
lock(thisLock1) 
{ 
    dr.C = 2.0 * dr.B; 
} 

... 
lock(thisLock1) 
{ 
    dr.B = 2.0*dr.A; 
} 

Однако это приведет к победе в параллельной обработке. так как каждый поток должен ждать, пока не будет выполнен следующий.

Обязательно прочитайте потенциальную ловушку с параллельной обработкой: https://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd997403%28v=vs.110%29.aspx