Параллелизм

Параллельное изменение элементов массива

Этот пример использует крейт rayon, библиотеку с примитивами для параллелизма данных в Rust. rayon реализует метод par_iter_mut для любого параллельного Iterable типа данных. Это особый тип итератора, который может быть потенциально выполняться параллельно.

extern crate rayon;

use rayon::prelude::*;

fn main() {
    let mut arr = [0, 7, 9, 11];
    arr.par_iter_mut().for_each(|p| *p -= 1);
    println!("{:?}", arr);
}

Параллельная проверка элементов коллекции на соответствие предикату

Этот пример демонстрирует методы rayon::any и rayon::all, которые являются параллельными аналогами std::any и std::all соответственно. Метод rayon::any параллельно проверяет, выполняется ли предикат для какого-нибудь элемента итератора и, если да, то как можно раньше возвращает такой элемент. Метод rayon::all параллельно проверяет, выполняется ли предикат для всех элементов итератора, и, если нет, то как можно раньше возвращает элемент, нарушающий условие предиката.

extern crate rayon;

use rayon::prelude::*;

fn main() {
    let mut vec = vec![2, 4, 6, 8];

    assert!(!vec.par_iter().any(|n| (*n % 2) != 0));
    assert!(vec.par_iter().all(|n| (*n % 2) == 0));
    assert!(!vec.par_iter().any(|n| *n > 8 ));
    assert!(vec.par_iter().all(|n| *n <= 8 ));

    vec.push(9);

    assert!(vec.par_iter().any(|n| (*n % 2) != 0));
    assert!(!vec.par_iter().all(|n| (*n % 2) == 0));
    assert!(vec.par_iter().any(|n| *n > 8 ));
    assert!(!vec.par_iter().all(|n| *n <= 8 )); 
}

Параллельный поиск элементов, соответствующих предикату

Этот пример использует rayon::find_any и par_iter для параллельного поиска в векторе, удовлетворяющего предикату, который (предикат) передан как замыкание.

Если имеется несколько элементов, удовлетворяющих предикату, переданному в rayon::find_any, rayon возвращает первый попавшийся такой элемент, и это необязательно будет первый с начала вектора.

Также стоит заметить, что аргумент в замыкании это ссылка на ссылку (&&x). Стоит ознакомиться с документацией к std::find, чтобы понять, почему сделано именно так.

extern crate rayon;

use rayon::prelude::*;

fn main() {
    let v = vec![6, 2, 1, 9, 3, 8, 11];

    let f1 = v.par_iter().find_any(|&&x| x == 9);
    let f2 = v.par_iter().find_any(|&&x| x % 2 == 0 && x > 6);
    let f3 = v.par_iter().find_any(|&&x| x > 8);

    assert_eq!(f1, Some(&9));
    assert_eq!(f2, Some(&8));
    assert!(f3 > Some(&8));
}

Параллельная сортировка вектора

Этот пример параллельно сортирует вектор строк.

Более детально, пример создаёт вектор пустых строк, а затем, используя par_iter_mut().for_each, параллельно заполняет этот вектор случайными строками. Несмотря на то, что существует множество способов для сортировки элементов, par_sort_unstable обычно быстрее, чем алгоритмы стабильной сортировки.

extern crate rand;
extern crate rayon;

use rand::{Rng, thread_rng};
use rand::distributions::Alphanumeric;
use rayon::prelude::*;

fn main() {
  let mut vec = vec![String::new(); 100_000];
  vec.par_iter_mut().for_each(|p| {
    let mut rng = thread_rng();
    *p = (0..5).map(|_| rng.sample(&Alphanumeric)).collect()
  });
  vec.par_sort_unstable();
}

Параллельный map-reduce

Этот пример использует методы rayon::filter, rayon::map и rayon::reduce для вычисления среднего возраста объектов Person, у которых возраст больше 30.

Метод rayon::filter возвращает элементы из коллекции, которые удовлетворяют заданному предикату. Метод rayon::map выполняет заданную операцию над каждым элементом, тем самым создавая новый параллельный итератор. Наконец, метод rayon::reduce выполняет операцию свёртки, то есть некоторую операцию над предыдущей итерацией свёртки и текущим элементом. Пример также демонстрирует использование метода rayon::sum, который даёт тот же самый результат, что и операция свёртки с переданной функцией сложения и нулём в качестве начального значения.

extern crate rayon;

use rayon::prelude::*;

struct Person {
    age: u32,
}

fn main() {
    let v: Vec<Person> = vec![
        Person { age: 23 },
        Person { age: 19 },
        Person { age: 42 },
        Person { age: 17 },
        Person { age: 17 },
        Person { age: 31 },
        Person { age: 30 },
    ];

    let num_over_30 = v.par_iter().filter(|&x| x.age > 30).count() as f32;
    let sum_over_30 = v.par_iter()
        .map(|x| x.age)
        .filter(|&x| x > 30)
        .reduce(|| 0, |x, y| x + y);

    let alt_sum_30: u32 = v.par_iter()
        .map(|x| x.age)
        .filter(|&x| x > 30)
        .sum();

    let avg_over_30 = sum_over_30 as f32 / num_over_30;
    let alt_avg_over_30 = alt_sum_30 as f32/ num_over_30;

    assert!((avg_over_30 - alt_avg_over_30).abs() < std::f32::EPSILON);
    println!("The average age of people older than 30 is {}", avg_over_30);
}

Rust Cookbook