c#中LINQ的基本用法(三)
一.并行LINQ
System.Linq名稱空間中包含的類ParallelEnumerable可以分解查詢的工作，使其分布在多個線程上。
盡管Enumerable類給IEnumerable<T>接口定義了擴(kuò)展方法，但ParallelEnumerable類的大多數(shù)擴(kuò)展方法是ParallerQuery<TSource>類的擴(kuò)展。例如，AsParallel()方法，它擴(kuò)展了IEnumerable<T>接口，返回ParallelQuery<T>類，所以正常的集合類可以以平行方式查詢。
1.并行查詢
下面演示并行LINQ(Parallel LINQ,PLINQ)：
//用隨機(jī)值填充一個大型的int集合
// Enumerable.Range(0, arraySize)，生成指定范圍內(nèi)的整數(shù)的空序列。
//Select(x => r.Next(140)),用小于140的數(shù)填充集合
static IEnumerable<int> SampleData()
{
const int arraySize = 100000000;
var r = new Random();
return Enumerable.Range(0, arraySize).Select(x => r.Next(140)).ToList();
}
static void IntroParallel()
{
var data = SampleData();
var watch = new Stopwatch();
//非并行LINQ
watch.Start();
var q1 = (from x in data
where Math.Log(x) < 4
select x).Average();
watch.Stop();
Console.WriteLine("sync {0}, result: {1}", watch.ElapsedMilliseconds, q1);
watch.Reset();
//使用data.AsParallel()進(jìn)行并行LINQ
watch.Start();
var q2 = (from x in data.AsParallel()
where Math.Log(x) < 4
select x).Average();
watch.Stop();
Console.WriteLine("async {0}, result: {1}", watch.ElapsedMilliseconds, q2);
}輸出;
發(fā)現(xiàn)并行查詢時間用的少，在并行查詢時CPU利用率達(dá)到100%
與LINQ基礎(chǔ)(二)（http://chabaoo.cn/article/244215.htm）中的LINQ查詢一樣，編譯器會修改語法，以調(diào)用AsParallel，Where(),Select(),Average()方法：
var q2 = data.AsParallel().Where(x => Math.Log(x)<4).Select(x => x).Average();
AsParallel()方法用ParallerEnumerable類定義，以擴(kuò)展IEnumerable<T>接口，所以可以對簡單的數(shù)組調(diào)用它。AsParallel()方法返回ParallerQuery<T>。因為返回的類型，所以編譯器選擇的Where()方法是ParallerEnumerable.Where(),而不是Enumerable.Where()。
對于PrarllelEnumerable類，查詢是分區(qū)的，以便多個線程可以同時處理該查詢。集合可以分為多個部分，其中每個部分由不同的線程處理。完成分區(qū)的工作后，就需要合并，獲得所有部分的總和。
2.分區(qū)器
AsParallel()方法不僅擴(kuò)展了IEnumerable<T>接口，還擴(kuò)展了Partitioner類。通過它可以影響要創(chuàng)建的分區(qū)。
Partitioner類用System,Collection.Concurrent名稱空間定義，并且有不同的變體。Create()方法接受實現(xiàn)了IList<T>類的數(shù)組或?qū)ο?，以及Boolean類型的參數(shù)，返回一個不同的Partitioner類型。Create()方法有多個重載版本。
var q2 = (from x in Partitioner.Create(data).AsParallel() where Math.Log(x) < 4 select x).Average();
也可以對AsParallel()方法接著調(diào)用WithExecutionMode()和WithDegreeOfParallelism()方法，來影響并行機(jī)制。WithExecutionMode()方法可以傳遞ParallelExecutionMode的一個Default值或者ForceParallelism值。默認(rèn)情況下，并行LINQ避免使用系統(tǒng)開銷很高的并行機(jī)制。WithDegreeOfParallelism()方法，可以傳遞一個整數(shù)值，以指定應(yīng)并行運行的最大任務(wù)數(shù)。如果查詢不應(yīng)使用全部CPU，這個方法很有用。
3.取消
要取消長時間運行的查詢，可以給查詢添加WithCancellation()方法，并傳遞一個CancellationToken令牌作為參數(shù)。CancellationToken令牌從CancellationTokenSource類中創(chuàng)建。
舉個例子，下面的查詢在單獨的線程中運行，如果取消了查詢，在該線程中捕獲一個OperationCanceledException類型的異常。在主線程中，可以調(diào)用CancellationTokenSource類的Cancle()方法取消任務(wù)。
var data = SampleData();
var watch = new Stopwatch();
watch.Start();
Console.WriteLine("filled array");
var sum1 = (from x in data
where Math.Log(x) < 4
select x).Average();
Console.WriteLine("sync result {0}", sum1);
var cts = new CancellationTokenSource();
Task.Factory.StartNew(() =>
{
try
{
var res = (from x in data.AsParallel().WithCancellation(cts.Token)
where Math.Log(x) < 4
select x).Average();
Console.WriteLine("query finished, result: {0}", res);
}
catch (OperationCanceledException ex)
{
Console.WriteLine(ex.Message);
}
});
watch.Stop();
Console.WriteLine("async {0}, result: {1}", watch.ElapsedMilliseconds, "res");
Console.WriteLine("query started");
Console.Write("cancel? ");
string input = Console.ReadLine();
if (input.ToLower().Equals("y"))
{
cts.Cancel();
Console.WriteLine("sent a cancel");
}
Console.WriteLine("press return to exit");
Console.ReadLine();二.表達(dá)式樹
在LINQ To Object 中，擴(kuò)展方法需要將一個委托類型作為參數(shù)，這樣就可以將lambda表達(dá)式賦予參數(shù)。lambda表達(dá)式也可以賦予Expression<T>類型的參數(shù)，C#編譯器根據(jù)類型給lambda表達(dá)式定義不同的行為。如果類型是Expression<T>，編譯器就從lambda表達(dá)式中創(chuàng)建一個表達(dá)式樹，并存儲在程序集中。這樣就可以在運行期間分析表達(dá)式樹，并進(jìn)行優(yōu)化，以便查詢數(shù)據(jù)源。
var racers = from r in Formula1.GetChampions() where r.Wins > 15 && (r.Country == "Brazil" || r.Country == "Austria") select r;
這個查詢表達(dá)式使用了擴(kuò)展方法Where(),Select()方法。Enumerable類定義了Where()方法，并將委托類型Func<T,bool>作為參數(shù)謂詞：
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source,Func<TSource,bool> predicate);
這樣，就可以把lambda表達(dá)式賦予委托predicate。
除了使用委托之外，編譯器還會把表達(dá)式樹放在程序集中。表達(dá)式樹可以在運行期間讀取。表達(dá)式樹從派生自抽象基類Expression的類中構(gòu)建。Expression和Expression<T>不同。繼承自Expression類的表達(dá)式類有BinaryExpression,ConstantExpression,InvocationExpression等。編譯器會從lambda表達(dá)式中創(chuàng)建表達(dá)式樹。
例如，lambda表達(dá)式r.Country == "Brazil"使用了ParameterExpression,MemberExpression,ConstantExpression,MethodCallExpression，來創(chuàng)建一個表達(dá)式樹，并將該樹存儲在程序集中，之后在運行期間使用這個樹，創(chuàng)建一個用于底層數(shù)據(jù)源的優(yōu)化查詢：
//DisplayTree方法在控制臺上圖形化的顯示表達(dá)式樹。其中傳遞一個Expression對象，并根據(jù)表達(dá)式的類型，把表達(dá)式的一些信息寫到控制臺上
private static void DisplayTree(int indent, string message, Expression expression)
{
string output = String.Format("{0} {1} ! NodeType: {2}; Expr: {3} ",
"".PadLeft(indent, '>'), message, expression.NodeType, expression);
indent++;
switch (expression.NodeType)
{
case ExpressionType.Lambda:
Console.WriteLine(output);
LambdaExpression lambdaExpr = (LambdaExpression)expression;
foreach (var parameter in lambdaExpr.Parameters)
{
DisplayTree(indent, "Parameter", parameter);
}
DisplayTree(indent, "Body", lambdaExpr.Body);
break;
case ExpressionType.Constant:
ConstantExpression constExpr = (ConstantExpression)expression;
Console.WriteLine("{0} Const Value: {1}", output, constExpr.Value);
break;
case ExpressionType.Parameter:
ParameterExpression paramExpr = (ParameterExpression)expression;
Console.WriteLine("{0} Param Type: {1}", output, paramExpr.Type.Name);
break;
case ExpressionType.Equal:
case ExpressionType.AndAlso:
case ExpressionType.GreaterThan:
BinaryExpression binExpr = (BinaryExpression)expression;
if (binExpr.Method != null)
{
Console.WriteLine("{0} Method: {1}", output, binExpr.Method.Name);
}
else
{
Console.WriteLine(output);
}
DisplayTree(indent, "Left", binExpr.Left);
DisplayTree(indent, "Right", binExpr.Right);
break;
case ExpressionType.MemberAccess:
MemberExpression memberExpr = (MemberExpression)expression;
Console.WriteLine("{0} Member Name: {1}, Type: {2}", output,
memberExpr.Member.Name, memberExpr.Type.Name);
DisplayTree(indent, "Member Expr", memberExpr.Expression);
break;
default:
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("{0} {1}", expression.NodeType, expression.Type.Name);
break;
}
}
static void Main()
{
Expression<Func<Racer, bool>> expression = r => r.Country == "Brazil" && r.Wins > 6;
DisplayTree(0, "Lambda", expression);
}輸出：
使用Expression<T>類型的一個例子是ADO.NET EF 和WCF數(shù)據(jù)服務(wù)的客戶端提供程序。這些技術(shù)用Expression<T>參數(shù)定義了擴(kuò)展方法。這樣，訪問數(shù)據(jù)庫的LINQ提供程序就可以讀取表達(dá)式，創(chuàng)建一個運行期間優(yōu)化的查詢，從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)。
后面會單獨介紹表達(dá)式樹的使用。
三.LINQ提供程序
.NET包含幾個LINQ提供程序。LINQ提供程序為特定的數(shù)據(jù)源實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的查詢操作符。LINQ提供程序也許會實現(xiàn)比LINQ定義的更多擴(kuò)展方法，但至少要實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)操作符。LINQ To XML實現(xiàn)了一些專門用于XML的方法，后面會詳細(xì)介紹。
LINQ提供程序的實現(xiàn)方案是根據(jù)名稱空間和第一個參數(shù)的類型來選擇的。實現(xiàn)擴(kuò)展方法的類的名稱空間必須是開放的，否則擴(kuò)展方法就不在作用域內(nèi)。在LINQ to Objects中定義的Where()方法的參數(shù)和LINQ To Entities中定義的Where()方法的參數(shù)不同：
LINQ to Objects中定義的Where()方法：
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source,Func<TSource,bool> predicate);
LINQ To Entities中定義的Where()方法：
public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source,Expression<Func<TSource,bool>> predicate);
這兩個類都在System.Linq的Syste,.Core程序集中實現(xiàn)。無論是用Func<TSource,bool>傳遞參數(shù)，還是用Expression<Func<TSource,bool>>參數(shù)傳遞，lambda表達(dá)式都相同。只是編譯器的行為不同，它根據(jù)source參數(shù)來選擇。編譯器根據(jù)其參數(shù)選擇最匹配的方法。在ADO.NET EF中定義的ObjectContext類CreateQuery<T>()方法返回一個實現(xiàn)了IQueryable<TSource>接口的ObjectQuery<T>對象，因此EF使用Querable類的Where()方法。
到此這篇關(guān)于c#中LINQ的基本用法的文章就介紹到這了。希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
在c#中使用servicestackredis操作redis的實例代碼
