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La bombe Parallèle ! PLINQ, et PCP Parallel Computing Platform

Le framework .NET n'en finit pas d'innover ! La bombe du jour c'est PLINQ et PCP.

Vous ne connaissez pas encore ? Normal, ce n'est même pas encore sorti, juste en preview...

Pour résumer en un mot : Révolutionnaire. Comme LINQ.

L'objectif

Vous l'avez certainement remarqué comme tout geek qui se respecte, depuis quelques années nos amis fondeurs ne se battent plus à coup de Ghz pour promouvoir leurs microprocesseurs... Les gammes se multiplient et surtout les coeurs ! Et le temps où le concepteur d'un soft trop lent pouvait toujours dire "je suis en avance c'est tout, avec la dernière génération de processeur mon soft est super rapide!", ce temps là est fini, révolu.

Aujourd'hui un soft lent sur un dual core sera peut être même encore plus lent sur un quad core d'une autre série (il y a plein de séries de processeurs on ne s'y retrouve d'ailleurs plus pour choisir...).

Donc, pour qu'un soft soit plus rapide, inutile de compter sur la prochaine génération de processeur qui doublera la fréquence d'horloge. Aujourd'hui on double le nombre de coeurs, c'est tout. un, puis deux, les quatre coeurs se banalisent, Intel avait annoncé (le tiendront ils) que d'ici peu de temps on atteindrait les 100 coeurs... Mais pour tirer partie de tous ces coeurs finalement pas si rapide, une seule solution le parallélisme !

Parallèlisme et programmation

Seulement voilà, pour bénéficier de tous ces coeurs il faut programmer selon un mode parallèle. Le plus "simple" consiste à faire du multi-threading en laissant l'OS répartir les threads entre les coeurs, mais pour plein de raison (je vous laisse y réfléchir) cela n'est pas forcément optimal. Un simple exemple : une tâche un peu lourde, vous n'avez pas besoin de 50 threads, vous avez une grosse bonne boucle qui traite une image pour faire du morphing par exemple. Allez programmez ça en créant plusieurs threads ! Si vous y arriver sans y engloutir des semaines de mise au point, je veux bien manger mon chapeau (il faudra fournir le chapeau je n'en porte pas, et si vous le fournissez, ça ne sera pas le mien, donc je ne le mangerais pas. On ne m'a pas si facilement...) !

Car en effet, multiplier les threads n'est pas toujours réalisable, en tout cas simplement. Découper une tâche en sous tâches parallélisables est en réalité tellement complexe, surtout de façon générique, que les langages et les OS sont bien à la traîne par rapport aux microprocesseurs. A la traîne ? Pas tous... Car sous .NET il va falloir compter avec PLINQ et PCP !

PLINQ et PCP

En très gros il s'agit d'extensions du framework .NET qui permet de paralléliser à peu près tout traitement sans presque aucune programmation particulière. Oui vous avez bien lu...

Ainsi, PLINQ est une extension parallèle de LINQ. Une requête LINQ comme :

var result = from c in liste where c.champ==5 orderby c.autreChamp select c; // version simple

devient en parallèle :

var result = from c in liste.AsParallel() where c.champ==5 orderby c.autreChamp select c; // parallélisée

Et c'est tout ! D'un seul coup la requête devient parallèle et s'executera sur tous les coeurs disponibles à la fois, le boulot étant découpé, les threads créés, et tout le reste, de façon automatique par PLINQ. Un rêve ? Non, pas besoin de se pincer, c'est déjà en preview à télécharger ! (voir en fin de billet).

Bien entendu il existe beaucoup de variantes et une syntaxe appropriée pour, par exemple, modifier le nombre de coeurs utilisés et plein d'autres nuances subtiles.

La parallélisation de LINQ est une pure merveille, mais il y a aussi PCP qui est le framework plus généraliste permettant de paralléliser des foreach, des for, etc, juste avec un mot clé. Il existe là aussi toute une panoplie de méthodes qu'il va falloir découvrir. Mais vous avouerez que le bond en avant est aussi fantastique que celui de LINQ par exemple. Je ne pense sincèrement pas que quiconque ayant utilisé LINQ ne voudra dans l'avenir d'un langage ne supportant pas une telle extension. Il y a eu un avant LINQ, il y aura forcément un après LINQ, mais on ne traversa pas le temps sans faire référence à cette nouvelle ère, au sens premier, le clou d'airain planté par le prêtre dans la mur du temple de la Rome antique pour marquer un événement crucial d'une telle importance qu'une nouvelle série d'années commençait.

PLINQ et PCP marqueront de la même façon une nouvelle ère.

Faire joujou ?

Je reconnais bien le geek qui sommeille en vous ! Oui c'est possible ! Il existe une CTP sortie en juin et qui est téléchargeable sur le site MSDN consacré à la programmation parallèle. Vous y trouverez de nombreuses informations qui complèteront facilement la très rapide présentation faite ici.

Le site : http://msdn.microsoft.com/fr-fr/concurrency/

... Vous êtes encore là ? Mais foncez je vous dit, c'est l'éclate du geek ce truc ! (mais pensez à revenir hein.. Stay Tuned !) Wink

[EDIT: lire aussi ce billet plus récent qui donne l'adresse d'un article sur PFX et de plusieurs Webcasts]

Quizz C#. Vous croyez connaître le langage ? et bien regardez ce qui suit !

C# est un langage merveilleux, plein de charme... et de surprises !

En effet, s'écartant des chemins battus et intégrant de nombreuses extensions comme Linq aujourd'hui ou les méthodes anonymes hier, il est en perpétuelle évolution. Mais ces "extensions" transforment progressivement un langage déjà subtile à la base (plus qu'il n'y paraît) en une jungle où le chemin le plus court n'est pas celui que les explorateurs que nous sommes auraient envisagé...

Pour se le prouver, 6 quizz qui vous empêcheront de bronzer idiot ou de vous endormir au boulot !

Un petit projet exemple avec les questions et les réponses sera téléchargeable en fin d'article demain...
[EDIT 4-7-08] Le lien se trouve désormais en fin d'article. Le code source contient les réponses au quizz.

Quizz 1

Etant données les déclarations suivantes :

class ClasseDeBase
{
   
public virtual void FaitUnTruc(int x)
    {
Console.WriteLine("Base.FaitUnTruc(int)"); }
}

class ClasseDérivée : ClasseDeBase
{
   
public override void FaitUnTruc(int x)
   { Console.WriteLine("Dérivée.FaitUnTruc(int)"); }

   public void FaitUnTruc(object o)
  {
Console.WriteLine("Dérivée.FaitUnTruc(object)"); }
}

Pouvez-vous prédire l'affiche du code suivant et expliquer la sortie réelle :

    ClasseDérivée d = new ClasseDérivée();
    int i = 10;
    d.FaitUnTruc(i);

Gratt' Gratt' Gratt'.....

Quizz 2

Pouvez-vous prédire l'affichage de cette séquence et expliquer l'affichage réel ?

double d1a = 1.00001;
double d2a = 0.00001;
Console.WriteLine((d1a - d2a) == 1.0);

double d1b = 1.000001;
double d2b = 0.000001;
Console.WriteLine((d1b - d2b) == 1.0);

double d1c = 1.0000001;
double d2c = 0.0000001;
Console.WriteLine((d1c - d2c) == 1.0);

Je vous laisse réfléchir ...

Quizz 3

Toujours le même jeu : prédire ce qui va être affiché et expliquer ce qui est affiché réellement... c'est forcément pas la même chose sinon le quizz n'existerait pas :-)

List<Travail> travaux = new List<Travail>();
Console.WriteLine("Init de la liste de delegates");
for (int i = 0; i < 10; i++)
{ travaux.Add(
delegate { Console.WriteLine(i); }); }

Console.WriteLine("Activation de chaque delegate de la liste");

foreach (Travail travail in travaux) travail();

 Les apparences sont trompeuses, méfiez-vous !

Quizz 4

Ce code compile-t-il ?

public enum EtatMoteur { Marche, Arrêt }

public static void DoQuizz()
{
   
EtatMoteur etat = 0.0;
   
Console.WriteLine(etat);
}

Quizz 5

 Etant données les déclarations suivantes :

private static void Affiche(object o)
{
Console.WriteLine("affichage <object>"); }

private static void Affiche<T>(params T[] items)
{
Console.WriteLine("Affichage de <params T[]>"); }

 Pouvez-vous prédire et expliquer la sortie de l'appel suivant :

  Affiche("Qui va m'afficher ?");

 Je sens que ça chauffe :-)

Quizz 6

 Etant données les déclarations suivantes :

 delegate void FaitLeBoulot(); private static FaitLeBoulot FabriqueLeDélégué()
{
  
Random r = new Random();
  
Console.WriteLine("Fabrique. r = "+r.GetHashCode());

  
return delegate {
                           
Console.WriteLine(r.Next());
                           
Console.WriteLine("delegate. r = "+r.GetHashCode());
                         };

}

 Quelle sera la sortie de la séquence suivante :

    FaitLeBoulot action = FabriqueLeDélégué();
    action();
   
action();

 

Conclusion

C# est un langage d'une grande souplesse et d'une grande richesse. Peut-être qu'à devenir trop subtile il peut en devenir dangereux, comme C++ était dangereux car trop permissif.

Avec C#, même de très bons développeurs peuvent restés interloqués par la sortie réelle d'une séquence qui n'a pourtant pas l'air si compliquée.
Ses avantages sont tels qu'il mérite l'effort de compréhension supplémentaire pour le maîtriser réellement, mais tout développeur C# (les moyens comme ceux qui pensent être très bons!) doit être mis au moins une fois dans sa vie face à un tel quizz afin de lui faire toucher la faiblesse de son savoir et les risques qu'il prend à coder sans vraiment connaître le langage.

Comme toujours l'intelligence est ce bel outil qui nous permet de mesurer à quel point nous ne savons rien.
Nous sommes plutôt habitués à envisager cette question sous un angle métaphysique, le développement nous surprend lorsque lui aussi nous place face à cette réalité...

Pour le projet exemple dont le source contient les réponses cliquez sur le lien en fin de billet.

So (et plus que jamais!) .. Stay Tuned !

Quizz.rar (103,41 kb)

Les sources du framework .NET publiées avec VS 2008 !

Voilà une bonne nouvelle : Microsoft va intégrer les sources du framework 3.5 dans Visual Studio 2008, notamment pour faciliter le debug.

Pas d'erreur toutefois: le framework ne devient pas "open source" pour autant, on a tout juste le droit de regarder les sources et de s'en servir pour debugger une application.

Nul doute aussi que la lecture du code source du framework permettra de mieux le comprendre, de s'inspirer des solutions et patterns utilisées pour sa conception et ainsi d'écrire un code encore plus en harmonie avec cette plateforme.

L'annonce de cette bonne nouvelle a été faite sur le blog de Scott Guthrie qui est General Manager chez MS et qui s'occupe notamment des équipes en charge du développement du CLR, de ASP.NET, de Silverlight, WPF, IIS 7.0, etc, etc. Un Monsieur sérieux et influent dont l'annonce vaut bien engagement et qui permet de prendre cette nouvelle très au sérieux. Les anglophones peuvent bien entendu lire la totalité de l'annonce sur le blog de Scott.

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