Parallel.ForEach 比 ForEach 慢

Posted 2023-05-07

【中文标题】Parallel.ForEach 比 ForEach 慢

【英文标题】：Parallel.ForEach Slower than ForEach

【发布时间】：2011-08-27 12:37:00

【问题描述】：

代码如下：

using (var context = new AventureWorksDataContext())

    IEnumerable<Customer> _customerQuery = from c in context.Customers
                                           where c.FirstName.StartsWith("A")
                                           select c;

    var watch = new Stopwatch();
    watch.Start();

    var result = Parallel.ForEach(_customerQuery, c => Console.WriteLine(c.FirstName));

    watch.Stop();
    Debug.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);

    watch = new Stopwatch();
    watch.Start();

    foreach (var customer in _customerQuery)
    
        Console.WriteLine(customer.FirstName);
    

    watch.Stop();
    Debug.WriteLine(watch.ElapsedMilliseconds);

问题是，Parallel.ForEach 大约需要 400 毫秒，而普通的 foreach 大约需要 40 毫秒。我到底做错了什么，为什么它没有按我的预期工作？

【问题讨论】：

基本上是因为涉及设置成本，并且您在循环内没有做足够的工作来证明开销是合理的。参见例如this answer。 （我希望这是一个重复的问题。）

Console.WriteLine() 使其完全无关紧要。

尝试删除Console.WriteLine() 并用c.FirstName = c.FirstName.ToLowerInvariant() 替换它。如果您的收藏有大约 5000 件商品，您将不会看到差异；但是如果您的收藏有 6000、7000、... 10.000 件物品，在 4 核处理器上，您会看到很大的不同（Parallel.Foreach 会更快）

【参考方案1】：

假设你有一个任务要执行。假设你是一名数学老师，你有二十篇论文要评分。给一篇论文打分需要两分钟，所以大约需要四十分钟。

现在让我们假设您决定聘请一些助手来帮助您为论文评分。你需要一个小时才能找到四个助手。你们每人拿四张纸，八分钟内就完成了。您已经用 40 分钟的工作换取了总共 68 分钟的工作，包括额外的一小时寻找助手，所以这不是节省。找助理的开销比自己动手的成本要大。

现在假设你有两万篇论文要评分，那么这将花费你大约 40000 分钟。现在，如果您花一个小时寻找助手，那将是一场胜利。你们每人拿了 4000 篇论文，总共用了 8060 分钟而不是 40000 分钟，几乎节省了 5 倍。寻找助手的开销基本上是无关紧要的。

并行化不是免费的。 与每个线程完成的工作量相比，在不同线程之间分配工作的成本需要很小。

进一步阅读：

Amdahl's law

给出了在固定工作负载下执行任务的理论上的延迟加速，这对于资源得到改善的系统来说是可以预期的。

Gustafson's law

给出了在固定执行时间执行任务的延迟理论加速，这对于资源得到改善的系统来说是可以预期的。

【讨论】：

在成为优秀的开发人员之前，你是一名优秀的作家。

【参考方案2】：

您应该意识到的第一件事是，并非所有并行性都是有益的。并行性有一定的开销，根据并行化的复杂性，这种开销可能很大也可能不显着。由于您的并行函数中的工作非常小，并行性必须执行的管理开销变得很大，从而减慢了整体工作。

【参考方案3】：

为您的可枚举 VS 创建所有线程的额外开销很可能是导致速度变慢的原因。 Parallel.ForEach 不是一揽子提高性能的举措；需要权衡每个元素要完成的操作是否可能阻塞。

例如，如果您要发出 Web 请求或其他内容，而不是简单地写入控制台，则并行版本可能会更快。事实上，简单地写入控制台是一个非常快的操作，因此创建线程和启动它们的开销会更慢。

【参考方案4】：

正如之前的作者所说，Parallel.ForEach 会产生一些开销，但这并不是您看不到性能提升的原因。 Console.WriteLine 是同步操作，因此一次只有一个线程在工作。尝试将 body 更改为非阻塞的东西，您会看到性能提升（只要 body 中的工作量大到足以超过开销）。

【讨论】：

更准确地说：Console.WriteLine 是一个同步操作。

【参考方案5】：

我喜欢所罗门的回答，并想补充一点，您还有额外的开销

分配代表。 通过他们呼叫。