C#의 Parallel API를 이용하여 CPU 100% 활용하기

CPU는 여러 개의 Core로 구성되어 있고 각 Core 단위로 동시에 연산을 처리할 수 있습니다. C#에서 CPU를 최대한 이용하기 위해서 Parallel API를 이용한 코드를 정리합니다.

Task.Factory.StartNew(() => {
    Parallel.ForEach(addressData, new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = cntCores },
        (task) => {
            int iAddress = task.Index;
            string Address = task.Address;
            
            /* 
                시간이 많이 걸리는 연산을 처리하는 스코프
            */

            Invoke(new Action(() => {
                // UI 처리가 가능한 스코프
            }));

            //Application.DoEvents(); -> 더 이상 필요치 않음
        }
    );
});

중요한 점은 Parallel에서 만들어진 스레드는 Main 스레드에서 구동되면 안됩니다. 그래서 Task.Factory.StartNew를 통해 별도의 스레드를 하나 만들고.. 만들어진 스레드에서 Parallel의 스레드를 구동하게 합니다. Task.Factory.StartNew를 사용한 이유는 스레드를 간단하게 만들 수 있기 때문으로 다른 스레드를 만드는 코드도 유효합니다. addressData는 스레드를 통해 처리해야할 데이터가 담긴 컨테이너입니다. 예를 들어 다음과 같습니다.

List<ADDRESS_DATA> addressData = new List<ADDRESS_DATA>();

ADDRESS_DATA는 다음과 같구요. (올바른 캡슐화를 적용하지 않은 코드입니다)

private class ADDRESS_DATA
{
    public int Index;
    public String Address;

    public ADDRESS_DATA(int Index, String Address)
    {
        this.Index = Index;
        this.Address = Address;
    }
}

Paralleld의 ForEach 매서드에서 task를 통해 ADDRESS_DATA의 필드값에 접근할 수 있습니다. 그리고 cntCores는 CPU의 코어 수인데, 동시에 실행할 수 있는 스레드의 개수로 지정하기 적당한 값입니다. 다음처럼 얻을 수 있습니다.

int cntCores = Environment.ProcessorCount;

C#에서 JSON 해석하기

.NET 5부터는 JSON을 해석하는 API가 기본적으로 제공되는 듯 하지만, 아직도 내 PC에는 .NET 5가 기본적으로 설치되어 있지 않으므로 다른 방안이 필요했고 Newtonsoft.Json이라는 매우 뛰어난 JSON 라이브러리가 있어 이를 사용하게 되었습니다.

설치는 간단이 Visual Studio의 Package Manager 기능을 통해 설치할 수 있으며 NuGet 사이트에서 제공하는 정보를 통해 쉽게 설치할 수 있습니다.

이제 다음과 같은 JSON을 해석해 봅시다. 이 JSON은 test.json이라는 파일이 저장되어 있습니다.

{
    "form0": {
        "metadata": {
            "title": "테스트"
        }
    },

    "form1": {
        "metadata": {
            "title": "연락처"
        }
    }
}

위에서 form0과 form1에 대한 정보를 얻어와야 하고, 각가게 대한 title 값을 얻어와야 합니다. 코드는 아래와 같습니다.

using Newtonsoft.Json;
using Newtonsoft.Json.Linq;

...

var strFormJson = Utility.ReadAllTextFromFile("test.json");
var jsonForm = JObject.Parse(strFormJson);
var iter = jsonForm.GetEnumerator();

while(iter.MoveNext())
{
    var keyValue = iter.Current;
    MessageBox.Show(keyValue.Key + " " + keyValue.Value["metadata"]["title"].ToString());
}

JSON에 대해 배열에 대한 처리는 JArray로 타입을 변환하면 됩니다. 코드의 예는 다음과 같습니다.

var jsonLayers = JObject.Parse(strLayersJson);
var arrayJsonLayers = jsonLayers["layers"] as JArray;
var iterLayers = arrayJsonLayers.GetEnumerator();

while(iterLayers.MoveNext())
{
    var value = iterLayers.Current;
    var layerName = value["name"].ToString();

    ...
}

시간이 좀더 흘려 .NET 5가 사용자의 PC에 기본적으로 설치되는 날이 오면 .NET 5에서 제공하는 JSON API를 사용하시기 바랍니다.