Parallel.ForEach怎么在C#項目中使用

Parallel.ForEach怎么在C#項目中使用？針對這個問題，這篇文章詳細介紹了相對應的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個問題的小伙伴找到更簡單易行的方法。

int num = 1;
      List<int> list = new List<int>();
      for (int i = 1; i <= 2000; i++)
      {
        list.Add(i);
      }
      Console.WriteLine($"num初始值為：" + num.ToString());
      list.AsParallel().ForAll(n =>
      {
        num++;
      });
      Console.WriteLine($"不加鎖，并發{list.Count}次后為：" + num.ToString());
      Console.ReadKey();

這段代碼是讓一個變量執行2000次自增，正常結果應該是2001，但實際結果如下：

有經驗的同學，立馬能想到需要加鎖了，C#內置了很多鎖對象，如lock 互斥鎖，Interlocked 內部鎖，Monitor 這幾個比較常見，lock內部實現其實就是使用了Monitor對象。對變量自增，Interlocked對象提供了，變量自增，自減、或者相加等方法,我們使用自增方法Interlocked.Increment，函數定義為：int Increment(ref int num),該對象提供原子性的變量自增操作，傳入目標數值，返回或者ref num都是自增后的結果。 在之前的基礎上我們增加一些代碼：

num = 1;
      Console.WriteLine($"num初始值為：" + num.ToString());
      list.AsParallel().ForAll(n =>
      {
        Interlocked.Increment(ref num);
      });
      Console.WriteLine($"使用內部鎖，并發{list.Count}次后為：" + num.ToString());
      Console.ReadKey();

我們來看運行結果：

加了鎖之后ID重復算是解決了，其實別高興太早，由于正常的環境有了ID我們還有用這些ID來構建對象呢，于是又寫了寫代碼，用集合來添加這些ID，為了更真實的模擬生產環境，我在forAll里面又加了一層循環代碼如下：

num = 1;
      Random random = new Random();
      var total = 0;
      var m = new ConcurrentBag<int>();
      list.AsParallel().ForAll(n =>
      {
        var c = random.Next(1, 50);
        Interlocked.Add(ref total, c);
        for (int i = 0; i < c; i++)
        {
          Interlocked.Increment(ref num);
          m.Add(num);
        }
      });
      Console.WriteLine($"使用內部鎖，并發+內部循環{list.Count}次后為：" + num.ToString());
      Console.WriteLine($"實際值為：{total + 1}");
      var l = m.GroupBy(n => n).Where(o => o.Count() > 1);
      Console.WriteLine($"并發里面使用安全集合ConcurrentBag添加num，集合重復值：{l.Count()}個");
      Console.ReadKey();

上面的代碼里面我用到了線程安全集合ConcurrentBag<T>它的命名空間是：using System.Collections.Concurrent，盡管使用了線程安全集合，但是在并發面前仍然是不安全的，到了這里其實比較郁悶了，自增加鎖，安全集合內部應該也使用了鎖，但還是重復了。有點說不過去了，想想多線程執行時有個上下文對象，即當多個線程同時執行任務，共享了變量他們一開始傳進去的對象數值應該是相同的，由于變量自增時加了鎖，所以ID是不會重復了。我猜測問題應該出在Add方法了，就是說當num值自增后還沒有來得及傳出去就已經執行了Add方法，故添加了重復變量。于是乎，我重新寫了段代碼，讓ID自增和集合添加都放到鎖里面：

num = 1;
      total = 0;
      using (var q = new BlockingCollection<int>())
      {
        list.AsParallel().ForAll(n =>
        {
          var c = random.Next(1, 50);
          Interlocked.Add(ref total, c);
          for (int i = 0; i < c; i++)
          {
            
            // Task.Delay(100);
            q.Add(Interlocked.Increment(ref num));
            
            //可控
            //lock (objLock)
            //{
            //  num++;
            //  q.Add(num);
            //}
          }

        });
        q.CompleteAdding();
        Console.WriteLine($"num累計值為：{total},并發之后值為：{num}");
        var x = q.GroupBy(n => n).Where(o => o.Count() > 1);
        Console.WriteLine($"并發使用安全集合BlockingCollection+Interlocked添加num，集合重復值：{x.Count()}個");
        Console.ReadKey();
      }

這里我測試了另外一個線程安全的集合BlockingCollection，關于這個集合的使用請自行查找MSDN文檔，上面的關鍵代碼直接添加安全集合的返回值，可以保證集合不會重復，但其實下面的lock更適用與正式環境，因為我們添加的一般都是對象不會是基礎類型數值，運行結果如下：

至此，我們的問題解決了，計算時間由原來的9分多降至110秒左右，可見Parallel的處理還是很給力的，唯一不足的是，很占CPU，執行計算后CPU達到了88%。附上計算結果：

優化前后對比

關于Parallel.ForEach怎么在C#項目中使用問題的解答就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關注億速云行業資訊頻道了解更多相關知識。