C#并行编程：修改xDocument

Question

我以前从未在c#中尝试过并行编程。 因此，在我深入研究之前，我希望能够快速了解它是否值得投入时间和精力。 我有一个使用.NET 4.0的C# WCF Web服务应用程序。(如果并行编程有效，可以升级到4.5)

所有服务都是REST服务。 特别是其中一个服务需要很长时间才能完成。 该服务正在处理和修改XML文档。 该服务接受XML字符串作为输入，并返回修改后的XML文件。

该服务在不同的位置和不同的元素中处理XML。 因此，我创建了继承自名为IDocumentProcessor的接口的类，并拥有这些类的列表。

代码简要如下：

interface IDocumentProcessor {
     void Process(XDocument doc);
}

public class DateProcessor : IDocumentProcessor
{
   public void Process(XDocument doc) {....};
}

public class CountryProcessor : IDocumentProcessor
{
   public void Process(XDocument doc) {....};
}


public class AddressProcessor : IDocumentProcessor
{
   public void Process(XDocument doc) {....};
}


public class AuthorProcessor : IDocumentProcessor
{
   public void Process(XDocument doc) {....};
}

....

Public class DocumentProcessorService
{
    public class ProcessDocument(string xmlFileAsString) 
    {
        var processorList = new List<IDocumentProcessor>{
            new DateProcessor();
            new CountryProcessor();
            new AddressProcessor();
            new AuthorProcessor();
        }

        var xDocument = XDocument.Parse(xmlFileAsString);
        processorList.forEach(x => x.Process(xDocument));
    }
}

我的快速问题是，在我深入研究并行计算之前： 并行计算能够修改同一xDocument对象吗（在不同的位置）？

这段代码可以转换为使用.NET 4.0进行并行计算吗？

- Ghassan Karwchan

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如果你有8个CPU核心，并且在8个不同的线程上运行8个实例，那么让方法内部的循环并行运行将不会提高性能。 - Yacoub Massad

真的吗？为什么？如果我在处理地址的同时并行处理日期，不应该会更快吗？ - Ghassan Karwchan

你已经在不同的线程上运行多个DocumentProcessorService类的实例了，对吧？你的CPU核心数量是有限的。如果你运行16个线程，而你的CPU只有8个核心，那么每2个线程将共享一个核心。这意味着当其中一个线程正在运行时，另一个线程必须等待。 - Yacoub Massad

请看这个问题。 - Yacoub Massad

如果你有几个吉字节大小的文件，你应该重新考虑你的设计。 - George Polevoy

Answer 1

从XElement文档中可以看到：

线程安全 该类型的任何公共静态成员（Visual Basic中为Shared）都是线程安全的。任何实例成员均不能保证线程安全。

这基本上意味着你不能并行修改XDocument。

另一个问题是，在相同数据上分叉操作类型是不切实际的。

这样做就不具备可扩展性了。

可能没有足够的操作类型来为每个CPU核心分叉，而且一种类型可能比另一种更快地完成。争用也很高。

如果您的文档包含一组类似方案的高级元素，则可以并行处理其副本，然后将旧元素替换为新元素。

重新组装操作必须在一个线程中完成，并且如果选择正确的粒度级别，则不应过于昂贵。

您基本上需要为要处理的每个XElement编写复制构造函数。

    var newElements = collectionElement.Elements().Select(el=>
    Process(new XElement(el))).AsParallel();

  var newCollection = new XElement("items", newElements);

- George Polevoy

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这看起来非常棒。 我很兴奋地想试试。 非常感谢。 我会让您知道结果的。 - Ghassan Karwchan

Answer 2

< p >多个线程可以同时修改XDocument实例吗？是的，没有任何明确阻止线程进行更改（与WinForms / WPF中的UI操作不同）。< / p> < p >但由于XDocument类型不是线程安全的类，因此结果是完全不可预测的。< / p> < p >正确的实现应该防止对同一个XDocument的并行访问（即在访问操作周围使用lock），只要访问是串行化的，您就可以从任何线程更改它。< / p>

- Alexei Levenkov