如何用递归方法实现并行？

Question

我有一个树结构，为此我正在使用这个 class:

class Node
{
    long IdNode;
    List<Node> Childs;
    string path;
    Data data;
}

路径就是用“.”分隔的IdNode，所以一个Node的路径就是"IdParent.IdNode"等等。所以要设置节点的路径，我需要父节点的路径。

我有这个方法：

public setPath(Node paramParentNode)
{
    this.path = paramParentNode.Path + "." + this.IDNode;

    foreach(Node iteratorNode in this.Childs)
    {
        iteratorNode.setPath(this);
    }
}

这是后续版本。但我在想如何并行实现它，比如：

public setPathMt(Node paramParentNode)
{
    this.path = paramParentNode.Path + "." + this.IDNode;

    Parallel.Foreach(this.Childs,
     (iteratorNode) =>
      {
          iteratorNode.SetPathMt(this);
      }
     );
}

但我不知道这是否是正确的方法，因为我不知道如何等待方法的递归调用，我的意思是，我如何知道递归方法何时完成。

实现多线程递归方法的最佳方式是什么？

谢谢。

Answer 1

你的方法应该是这样的

public SetPath(Node paramParentNode)
{
    paramParentNode.Path = paramParentNode.Path + "." + this.IDNode;

    foreach(Node iteratorNode in paramParentNode.Childs)
    {
        SetPath(iteratorNode);
    }
}

和这样的并行方法

public SetPathMt(Node paramParentNode)
{
    paramParentNode.Path = paramParentNode.Path + "." + this.IDNode;

    Parallel.Foreach(paramParentNode.Childs,
     new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = 32 },
     (iteratorNode) =>
      {
          SetPathMt(iteratorNode);
      }
     );
}

您根本没有使用方法中传递的节点。当您使用 this 时，它表示 class 的实例，它在所有递归方法中都保持不变。唯一改变的是方法中传递的参数。

new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = 32 }是限制这个Parallel操作使用的并发操作数（线程）为32（可以是你想要的数字）或者-1（所有可用线程）。

Answer 2

不确定为什么要运行此操作并行进行。我认为你需要一棵非常大的树才能获得任何优势。但无论哪种方式，下面的代码都是一个完整的工作示例，它按照您指定的方式构建路径：

using NUnit.Framework;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace ClassLibrary2 {

    [TestFixture]
    public class NodePathHandler {

        [Test]
        public void SetNodePathsTest() {
            var tree = new Node() {
                IdNode = 1,
                Childs = Enumerable.Range(1, 2).Select(nId1 => new Node() {
                    IdNode = 1 + nId1,
                    Childs = Enumerable.Range(1, 2).Select(nId2 => new Node() {
                        IdNode = nId1 + nId2,
                        Childs = Enumerable.Range(1, 2).Select(nId3 => new Node() {
                            IdNode = nId2 + nId3,
                            Childs = Enumerable.Empty<Node>().ToList()
                        }).ToList()
                    }).ToList()
                }).ToList()
            };
            var sw = Stopwatch.StartNew();
            SetNodePaths(tree);
            Console.WriteLine($"Time: {sw.ElapsedMilliseconds}ms");
        }

        public void SetNodePaths(Node node, string parentPath = null) {
            node.Path = parentPath == null ? node.IdNode.ToString() : $"{parentPath}.{node.IdNode}";            
            //Sequential
            //node.Childs.ForEach(n => SetNodePaths(n, node.Path));
            //Parallel
            Parallel.ForEach(node.Childs, n => SetNodePaths(n, node.Path));
            Console.WriteLine($"Node Id: {node.IdNode} Node Path: {node.Path}");
        }
    }

    public class Node {
        public long IdNode { get; set; }
        public List<Node> Childs { get; set; }
        public string Path { get; set; }
        public Data Data { get; set; }
    }

    public class Data { }
}

小样本树的输出是：

Node Id: 2 Node Path: 1.2.2.2
Node Id: 3 Node Path: 1.2.2.3
Node Id: 2 Node Path: 1.2.2
Node Id: 3 Node Path: 1.2.3.3
Node Id: 2 Node Path: 1.3.3.2
Node Id: 3 Node Path: 1.3.4.3
Node Id: 3 Node Path: 1.3.3.3
Node Id: 3 Node Path: 1.3.3
Node Id: 4 Node Path: 1.2.3.4
Node Id: 4 Node Path: 1.3.4.4
Node Id: 4 Node Path: 1.3.4
Node Id: 3 Node Path: 1.2.3
Node Id: 3 Node Path: 1.3
Node Id: 2 Node Path: 1.2
Node Id: 1 Node Path: 1
Time: 4ms

另一个需要注意的选项是采用 Sequential 示例并添加对 AsParallel().ForAll 的调用而不是 ForEach。通常这表示比 Parallel class 更大的开销，但如果您真的关心性能，那么该变体值得加入。

如何用递归方法实现并行？

How to implement parallelism with a recursive method?

.net

c#

multithreading

task-parallel-library

parallel.foreach