Introducción a la programación paralela

En este artículo vamos a dar un vistazo acerca de la programación paralela, para que nos sirve, conceptos importantes y que nos ofrece Microsoft .NET para implementarla, veamos:

¿Para qué nos sirve?  

• La programación paralela nos sirve para ejecutar varias tareas de forma simultanea.
• Se rige bajo el principio de que problemas grandes se pueden dividir en unos más pequeños, para ser resueltos simultáneamente.
• Existen los siguientes tipos de paralelismo: a nivel de bit, instrucción, datos y tareas.     

El concepto de paralelismo toma fuerza, debido a que los procesadores en la actualidad buscan tener más núcleos para desempeñarse mejor, y no tener más velocidad con un solo núcleo debido a temas de recalentamiento.

Conceptos importantes:

• Proceso: Proporciona los recursos necesarios para ejecutar un programa, se inicia con un código único de identificación y ocupa un espacio en memoria virtual, requiere al menos un hilo para ejecutarse. 
• Hilos (Threads): Entidad dentro de un proceso que realmente ejecuta código. Todos los hilos comparten los recursos y memoria virtual del proceso donde se ejecutan.

Consideraciones:

• A mayor cantidad de hilos, mayor uso de CPU, ya que el sistema operativo sede el recurso basado en el número de hilos. 
• Las aplicaciones .NET usan al menos dos hilos para ejecutarse, uno para ejecutar su código y otro para el Collector. 
• Cuando un proceso tiene muchos hilos consume mucho más tiempo de CPU que los demás y funciona bastante rápido, pero los demás procesos deben esperar más.

Diferenciemos dos conceptos que suelen confundirse como lo son Multithreading y paralelismo.

Multithreading v.s paralelismo

• Multithreading Permite manejar varios hilos en una aplicación. 
• Permite realizar tareas asíncronas, pero usa un solo core del procesador. 
• Es complejo para controlar, difícil de depurar y no permite acceso a UI.

• Paralelismo Permite implementar multithreading usando varios core del procesador. 
• Permite un fácil manejo y buena depuración. 
• Permite acceso a UI. 
• Permite especificar cuantos core del procesador usar para un tarea en especifico.

¿Qué nos ofrece .NET Framework para trabajar paralelismo?

• PLinq: Consultas Linq to Objects con paralelismo.
• Data Parallel: Paralelismo con bucles.
• Task: Agrupa instrucciones para ser ejecutas en paralelo.
• Concurrent: Maneja sincronización en colecciones.
• Depuración: Permite depurar diferentes hilos ejecutándose en paralelo. 

Esto es una breve introducción a la programación paralela, en próximos artículos veremos como implementar paralelismo en .NET, espero les sea de utilidad.