delphi - Delphiで並列ループを実現するにはどうすればよいですか？

Question

Delphi（Delphi 200X、Delphi XE）で並列ループを実現する方法は？これを最善の方法で行う方法は？そして、普遍的な解決策はありますか？

例を挙げてください。

Answer 1

現時点でおそらく最善の解決策は、OmniThreadLibraryの Parallel For Loop コンストラクトです。コレクション、または下限と上限を表す整数のペア、およびループ本体を表す無名メソッドを渡すと、スレッド プールを使用して for ループが並列で実行されます。

これは、ループ本体のメソッドが自立できる場合にのみ機能することに注意してください。外部変数を変更したり、ループの前に行われた計算の値に依存している場合は、並列化できません。

OmniThreadLibrary 並列の概要については、こちらを参照してください。たとえば、数値を反復処理する単純な for ループは次のようになります。

Parallel.ForEach(1, testSize).Execute(
  procedure (const elem: integer)
  begin
    // do something with 'elem'
  end);

Answer 2

ParallelFor のみが必要な場合は、次のコードを使用できます。

interface

uses
  Classes, SysUtils;

type
  TParallelProc = reference to procedure(i: Integer; ThreadID: Integer);

  TParallel = class(TThread)
  private
    FProc: TParallelProc;
    FThreadID: Integer; //current thread ID
  protected
    procedure Execute; override;
    function GetNextValue: Integer;
  public
    constructor Create;
    destructor Destroy; override;

    property Proc: TParallelProc
      read FProc write FProc;
    class var
      CurrPos: Integer; //current loop index
      MaxPos: Integer;  //max loops index
      cs: TCriticalSection;
      ThCount: Integer; //thread counter - how much threads have finished execution
  end;


{** ParallelFor Loop - all iterations will be performed in chosen threads
@param nMin - Loop min value (first iteration)
@param nMax - Loop max value (last iteration)
@param nThreads - how much threads to use
@param  aProc - anonymous procedure which will be performed in loop thread
}
procedure ParallelFor(nMin, nMax, nThreads: Integer; aProc: TParallelProc); overload;
{** ParallelFor Loop - all iterations will be performed in max cpu cores
@param nMin - Loop min value (first iteration)
@param nMax - Loop max value (last iteration)
@param  aProc - anonymous procedure which will be performed in loop thread
}
procedure ParallelFor(nMin, nMax: Integer; aProc: TParallelProc); overload;

implementation

uses
  {$IFDEF MSWINDOWS}
  Windows,
  {$ENDIF}
  SyncObjs;

procedure ParallelFor(nMin, nMax, nThreads: Integer; aProc: TParallelProc);
var
  threads: array of TParallel;
  I: Integer;
begin
  if nMin > nMax then
    Exit;
  // initialize TParallel class data
  TParallel.CurrPos := nMin;
  TParallel.MaxPos := nMax;
  TParallel.cs := TCriticalSection.Create;
  TParallel.ThCount := 0;

  // create the threads
  SetLength (threads, nThreads);
  for I := 0 to nThreads - 1 do
  begin
    threads[I] := TParallel.Create; // suspended
    threads[I].FThreadID := I;
    threads[I].Proc := aProc;
    threads[I].Start;
  end;

  for I := 0 to nThreads - 1 do
  begin
    threads[I].WaitFor;
  end;

  for I := 0 to nThreads - 1 do
  begin
    threads[I].Free;
  end;

  TParallel.cs.Free;
end;

procedure ParallelFor(nMin, nMax: Integer; aProc: TParallelProc);
begin
  ParallelFor(nMin, nMax, CPUCount, aProc);
end;

{ TParallel }

constructor TParallel.Create;
begin
  inherited Create(True); // suspended
  InterlockedIncrement(ThCount);
  FreeOnTerminate := False;
  FThreadID := 0;
end;

destructor TParallel.Destroy;
begin
  InterlockedDecrement(ThCount);
  inherited;
end;

procedure TParallel.Execute;
var
  nCurrent: Integer;
begin
  nCurrent := GetNextValue;
  while nCurrent <= MaxPos do
  begin
    Proc(nCurrent, FThreadID);
    nCurrent := GetNextValue;
  end;
end;

function TParallel.GetNextValue: Integer;
begin
  cs.Acquire;
  try
    Result := CurrPos;
    Inc(CurrPos);
  finally
    cs.Release;
  end;
end;

ただし、さらにスレッド化された「もの」が必要な場合は、サードパーティのライブラリの使用を検討する必要があります。