为什么我的并行任务代码不能达到 100% 的 CPU 利用率？

Question

private static async Task<int> SumParallel()
        {
            var intList = Enumerable.Range(1, 1000_000_000);
            int count = intList.Count();
            int total = 0;
            for(int i = 1; i < 5; i++)
            {
                int skip = ((i - 1) * count) / 4;
                int take = count / 4;
                Interlocked.Add(ref total,
                    await GetSum(intList, skip, take));
            }
            return total;
        }

private static async Task<int> GetSum(IEnumerable<int> list, int skip, int take)
        {
            return await Task.Run(() =>
             {
                 int temp = 0;
                 foreach(int n in list.Skip(skip).Take(take))
                 {
                     if (n % 2 == 0)
                         temp -= n;
                     else
                         temp += n;
                 }
                 return temp;
             });
        }

我正在尝试执行计算密集型任务，只是为了练习任务并行库。所以，我写了这段代码。如果我尝试使用 Parallel Linq 计算相同的总和，我可以看到 CPU 利用率达到 100%，如下所示：

int sum = Enumerable.Range(1, 1000_000_000)
                .AsParallel()
                .Select(i => i % 2 == 0 ? -i : i).Sum();

手动并行任务代码 = 10 秒时间，cpu = 仅 25%

Parallel Linq 代码 = 18 秒时间，cpu = 100%（仍然需要 18 秒）

没有并行的 Linq 代码：14 秒，cpu = 25% 而已

为什么会这样？当我同时启动 4 个线程时，为什么我的 cpu 利用率没有达到 100%？与非并行代码（只有一个线程）相比，它只有 25%。我真的是并行运行 4 个线程吗？

我的笔记本电脑是 Core i3 - 2 核 = 4 个逻辑处理器

Answer 1

SumParallel 没有执行并行工作，因为它按顺序创建并等待每个任务：

for(int i = 1; i < 5; i++) {
    //...
    await GetSum(intList, skip, take)

要使其并行，您必须启动所有五个任务，然后 await 全部以 await Task.WhenAll(tasks); 完成。

至于 Parallel Linq 比标准 Linq 慢，那是因为你的工作量太细了。结果，并行性的开销抵消了并行执行的任何好处。换句话说，将项目分配给线程并收集结果比实际计算 (n % 2) 需要更多的工作。为了充分利用并行性，您的工作负载必须是庞大的。