屏障

  • 發行項

System.Threading.Barrier 是同步處理原始物件，可讓多個執行緒 (也稱為「參與者」) 以並行方式分階段處理演算法。 每個參與者都會執行，直到它到達程式碼中的屏障點為止。 屏障代表一個工作階段的結束。 當參與者到達屏障時，它就會封鎖，直到所有參與者都到達相同的屏障為止。 在所有參與者都到達屏障之後，您就可以選擇性地叫用階段後動作。 當所有其他執行緒仍然處於封鎖狀態時，單一執行緒可以使用這個階段後動作來執行動作。 執行這個動作之後，這些參與者都會解除封鎖。

下列程式碼片段示範基本屏障模式。


// Create the Barrier object, and supply a post-phase delegate
// to be invoked at the end of each phase.
Barrier barrier = new Barrier(2, (bar) =>
    {
        // Examine results from all threads, determine
        // whether to continue, create inputs for next phase, etc.
        if (someCondition)
            success = true;
    });

// Define the work that each thread will perform. (Threads do not
// have to all execute the same method.)
void CrunchNumbers(int partitionNum)
{
    // Up to System.Int64.MaxValue phases are supported. We assume
    // in this code that the problem will be solved before that.
    while (success == false)
    {
        // Begin phase:
        // Process data here on each thread, and optionally
        // store results, for example:
        results[partitionNum] = ProcessData(data[partitionNum]);

        // End phase:
        // After all threads arrive,post-phase delegate
        // is invoked, then threads are unblocked. Overloads
        // accept a timeout value and/or CancellationToken.
        barrier.SignalAndWait();
    }
}

// Perform n tasks to run in parallel. For simplicity
// all threads execute the same method in this example.
static void Main()
{
    var app = new BarrierDemo();
    Thread t1 = new Thread(() => app.CrunchNumbers(0));
    Thread t2 = new Thread(() => app.CrunchNumbers(1));
    t1.Start();
    t2.Start();
}


' Create the Barrier object, and supply a post-phase delegate 
' to be invoked at the end of each phase.
Dim barrier = New Barrier(2, Sub(bar)
                                 ' Examine results from all threads, determine 
                                 ' whether to continue, create inputs for next phase, etc. 
                                 If (someCondition) Then
                                     success = True
                                 End If
                             End Sub)



' Define the work that each thread will perform. (Threads do not
' have to all execute the same method.)
Sub CrunchNumbers(ByVal partitionNum As Integer)

    ' Up to System.Int64.MaxValue phases are supported. We assume
    ' in this code that the problem will be solved before that.
    While (success = False)

        ' Begin phase:
        ' Process data here on each thread, and optionally
        ' store results, for example:
        results(partitionNum) = ProcessData(myData(partitionNum))

        ' End phase:
        ' After all threads arrive,post-phase delegate
        ' is invoked, then threads are unblocked. Overloads
        ' accept a timeout value and/or CancellationToken.
        barrier.SignalAndWait()
    End While
End Sub

' Perform n tasks to run in parallel. For simplicity
' all threads execute the same method in this example.
Shared Sub Main()

    Dim app = New BarrierDemo()
    Dim t1 = New Thread(Sub() app.CrunchNumbers(0))
    Dim t2 = New Thread(Sub() app.CrunchNumbers(1))
    t1.Start()
    t2.Start()
End Sub

如需完整的範例，請參閱操作說明：使用屏障同步處理並行作業。

新增和移除參與者

當您建立 Barrier 執行個體時，請指定參與者的數目。 您也可以隨時以動態方式加入或移除參與者。 例如，如果某個參與者解決了自己那部分的問題，您就能儲存結果、停止該執行緒上的執行，並呼叫 Barrier.RemoveParticipant 以減少屏障中的參與者數目。 當您透過呼叫 Barrier.AddParticipant 來加入參與者時，傳回值就會指定目前的階段編號，而這個編號可用於初始化新參與者的工作。

中斷的屏障

如果某個參與者無法到達屏障，可能會發生死結。 若要避免這些死結，請使用 Barrier.SignalAndWait 方法的多載來指定逾時期限和取消語彙基元。 這些多載會先傳回每個參與者可檢查的布林值，然後再繼續進行下一個階段。

階段後例外狀況

如果階段後委派擲回例外狀況，它就會包裝在 BarrierPostPhaseException 物件中，然後傳播給所有參與者。

屏障與 ContinueWhenAll 的比較

當執行緒在迴圈中執行多個階段時，屏障會特別有用。 如果您的程式碼只需要一個或兩個工作階段，請考慮是否要使用 System.Threading.Tasks.Task 物件搭配任何一種隱含聯結，包括：

如需詳細資訊，請參閱使用接續工作鏈結工作。

另請參閱