Parallel.ForEach怎么在C#項(xiàng)目中使用

Parallel.ForEach怎么在C#項(xiàng)目中使用？針對(duì)這個(gè)問題，這篇文章詳細(xì)介紹了相對(duì)應(yīng)的分析和解答，希望可以幫助更多想解決這個(gè)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(fā){list.Count}次后為：" + num.ToString());
      Console.ReadKey();

這段代碼是讓一個(gè)變量執(zhí)行2000次自增，正常結(jié)果應(yīng)該是2001，但實(shí)際結(jié)果如下：

有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)，立馬能想到需要加鎖了，C#內(nèi)置了很多鎖對(duì)象，如lock 互斥鎖，Interlocked 內(nèi)部鎖，Monitor 這幾個(gè)比較常見，lock內(nèi)部實(shí)現(xiàn)其實(shí)就是使用了Monitor對(duì)象。對(duì)變量自增，Interlocked對(duì)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(shù)定義為：int Increment(ref int num),該對(duì)象提供原子性的變量自增操作，傳入目標(biāo)數(shù)值，返回或者ref num都是自增后的結(jié)果。 在之前的基礎(chǔ)上我們?cè)黾右恍┐a：

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

我們來看運(yùn)行結(jié)果：

加了鎖之后ID重復(fù)算是解決了，其實(shí)別高興太早，由于正常的環(huán)境有了ID我們還有用這些ID來構(gòu)建對(duì)象呢，于是又寫了寫代碼，用集合來添加這些ID，為了更真實(shí)的模擬生產(chǎn)環(huán)境，我在forAll里面又加了一層循環(huán)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($"使用內(nèi)部鎖，并發(fā)+內(nèi)部循環(huán){list.Count}次后為：" + num.ToString());
      Console.WriteLine($"實(shí)際值為：{total + 1}");
      var l = m.GroupBy(n => n).Where(o => o.Count() > 1);
      Console.WriteLine($"并發(fā)里面使用安全集合ConcurrentBag添加num，集合重復(fù)值：{l.Count()}個(gè)");
      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(fā)面前仍然是不安全的，到了這里其實(shí)比較郁悶了，自增加鎖，安全集合內(nèi)部應(yīng)該也使用了鎖，但還是重復(fù)了。有點(diǎn)說不過去了，想想多線程執(zhí)行時(shí)有個(gè)上下文對(duì)象，即當(dāng)多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行任務(wù)，共享了變量他們一開始傳進(jìn)去的對(duì)象數(shù)值應(yīng)該是相同的，由于變量自增時(shí)加了鎖，所以ID是不會(huì)重復(fù)了。我猜測問題應(yīng)該出在Add方法了，就是說當(dāng)num值自增后還沒有來得及傳出去就已經(jīng)執(zhí)行了Add方法，故添加了重復(fù)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($"num累計(jì)值為：{total},并發(fā)之后值為：{num}");
        var x = q.GroupBy(n => n).Where(o => o.Count() > 1);
        Console.WriteLine($"并發(fā)使用安全集合BlockingCollection+Interlocked添加num，集合重復(fù)值：{x.Count()}個(gè)");
        Console.ReadKey();
      }

這里我測試了另外一個(gè)線程安全的集合BlockingCollection，關(guān)于這個(gè)集合的使用請(qǐng)自行查找MSDN文檔，上面的關(guān)鍵代碼直接添加安全集合的返回值，可以保證集合不會(huì)重復(fù)，但其實(shí)下面的lock更適用與正式環(huán)境，因?yàn)槲覀兲砑拥囊话愣际菍?duì)象不會(huì)是基礎(chǔ)類型數(shù)值，運(yùn)行結(jié)果如下：

至此，我們的問題解決了，計(jì)算時(shí)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(zhí)行計(jì)算后CPU達(dá)到了88%。附上計(jì)算結(jié)果：

優(yōu)化前后對(duì)比

關(guān)于Parallel.ForEach怎么在C#項(xiàng)目中使用問題的解答就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對(duì)大家有一定的幫助，如果你還有很多疑惑沒有解開，可以關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道了解更多相關(guān)知識(shí)。