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Cuando se habla con alguna gente acerca de las mejoras para la programación en paralelo, lo ven como una mera anécdota, algo que no va con ellos en absoluto. Si bien es cierto que muchas aplicaciones que se hacen, como las de gestión por ejemplo, no suelen sacarle partido, no es menos cierto que en muchas circunstancias nuestras aplicaciones deben poder sacarle el máximo rendimiento al hardware del que disponemos.
Desde hace unos años lo más habitual en cualquier ordenador corriente es que disponga de un procesador con al menos dos núcleos. En servidores o máquinas destinadas a tareas más demandantes es muy frecuente que haya varios procesadores con al menos cuatro núcleos. La tendencia es que cada vez haya más núcleos en los procesadores, ya no sólo por rendimiento sino por las ventajas en cuanto a ahorro de energía, temperatura y las limitaciones existentes en cuanto a aumentar la velocidad de frecuencia de reloj. Esto implica que casi cualquier aplicación pueda trabajar en entornos con múltiples núcleos, lo que hace realmente importante sacarle partido a la programación multi-subproceso.
Anteriormente, y aquí viene lo importante, para aumentar el rendimiento de una aplicación bastaba con moverla a una máquina con un procesador más rápido. Sin embargo, hoy en día esto ya no vale, pues el rendimiento se obtiene a través de sacarle partido a más núcleos y no aumentando la velocidad. Así que la conclusión es que si queremos que una aplicación llegue a ser escalable ésta debe sacar partido a múltiples hilos de ejecución y, por lo tanto, a múltiples nodos de procesamiento.
¿Se ve entonces la importancia?
Este tipo de programación paralela siempre ha sido muy compleja, sobre todo a la hora de depurar aplicaciones en las que existen muchas probabilidades de generar interbloqueos o “race conditions”. En su momento, con .NET 4.0 y Visual Studio 2010 se incluyeron nuevas bibliotecas, tipos y herramientas para facilitar la programación multi-núcleo, área de suma importancia para los programadores.
Desde .NET 4.0 disponemos de lo que se ha bautizado como “Parallel Extensions” que están formadas por tres componentes:
- La biblioteca de tareas paralelas (TPL, Task Parallel Library): esta biblioteca dentro del espacio de nombres System.Threading.Taks.Parallel incluye construcciones para ejecutar tareas repetitivas independientes entre sí en paralelo y de forma automática, como por ejemplo versiones paralelas de los bucles For y ForEach.
- El motor de ejecución paralela de Linq (PLINQ Execution Engine): como se desprende de su nombre, se trata de una versión paralelizada de Linq to Objects, que nos permite lanzar consultas integradas en el lenguaje aprovechando la capacidad de paralelismo del sistema.
- Las estructuras de datos para coordinación (CDS, Coordination data Structures): ofrece un conjunto de primitivas de sincronización y de colecciones preparadas para multisubproceso (thread-safe) que simplifican los escenarios paralelizados. Por ejemplo, tenemos diccionarios, pilas y colas thread-safe, y objetos especiales para sincronización de hilos como el SpinWait o el SpinLock.
La MSDN tiene una buena documentación sobre todo esto en: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd460693.aspx.
Nota: Autor de la imagen de la cabecera Richard Humphrey. Imagen usada bajo licencia CC
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