.NET(C#) Internals: 以一个数组填充的例子初步了解.NET 4.0中的并行（二）

1、Parallel Class

1.1、For方法

1.2、ForEach方法

1.3、Invoke方法

2、并发控制疑问？

2.1、使用Lock锁

2.2、使用PLINQ——用AsParallel

2.3、使用PLINQ——用ParallelEnumerable

2.4、使用Interlocked操作

2.5、使用Parallel.For的有Thread-Local变量重载函数

性能比较

using System.Threading.Tasks;     

class Test  

{  

    static int N = 1000;  

    static void TestMethod()  

    {  

        // Using a named method.  

        Parallel.For(0, N, Method2);  

        // Using an anonymous method.  

        Parallel.For(0, N, delegate(int i)  

        {  

            // Do Work.  

        });  

        // Using a lambda expression.  

        Parallel.For(0, N, i =>  

    }  

    static void Method2(int i)  

        // Do work.  

} 

上面这个例子简单易懂，上篇我们就是用的Parallel.For,这里就不解释了。其实Parallel类的方法主要分为下面三类：

For方法

ForEach方法

Invoke方法

在里面执行的for循环可能并行地运行，它有12个重载。这12个重载中Int32参数和Int64参数的方法各为6个，下面以Int32为例列出：

using System;  

using System.Collections.Generic;  

using System.Linq;  

using System.Text;  

using System.Threading;  

using System.Threading.Tasks;  

namespace ConsoleApplication2  

    class Program  

        // Demonstrated features:  

        //        CancellationTokenSource  

        //         Parallel.For()  

        //        ParallelOptions  

        //        ParallelLoopResult  

        // Expected results:  

        //         An iteration for each argument value (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) is executed.  

        //        The order of execution of the iterations is undefined.  

        //        The iteration when i=2 cancels the loop.  

        //        Some iterations may bail out or not start at all; because they are temporally executed in unpredictable order,   

        //          it is impossible to say which will start/complete and which won't.  

        //        At the end, an OperationCancelledException is surfaced.  

        // Documentation:  

        //        http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.cancellationtokensource(VS.100).aspx  

        static void Main(string[] args)  

            CancellationTokenSource cancellationSource = new CancellationTokenSource();  

            ParallelOptions options = new ParallelOptions();  

            options.CancellationToken = cancellationSource.Token;  

            try 

            {  

                ParallelLoopResult loopResult = Parallel.For(  

                    0,  

                    10,  

                    options,  

                    (i, loopState) =>  

                    {  

                        Console.WriteLine("Start Thread={0}, i={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);  

                        // Simulate a cancellation of the loop when i=2  

                        if (i == 2)  

                        {  

                            cancellationSource.Cancel();  

                        }  

                        // Simulates a long execution  

                        for (int j = 0; j < 10; j++)  

                            Thread.Sleep(1 * 200);  

                            // check to see whether or not to continue  

                            if (loopState.ShouldExitCurrentIteration) return;  

                        Console.WriteLine("Finish Thread={0}, i={1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, i);  

                    }  

                );  

                if (loopResult.IsCompleted)  

                {  

                    Console.WriteLine("All iterations completed successfully. THIS WAS NOT EXPECTED.");  

                }  

            }  

                // No exception is expected in this example, but if one is still thrown from a task,  

                // it will be wrapped in AggregateException and propagated to the main thread.  

            catch (AggregateException e)  

                Console.WriteLine("Parallel.For has thrown an AggregateException. THIS WAS NOT EXPECTED.\n{0}", e);  

                // Catching the cancellation exception  

            catch (OperationCanceledException e)  

                Console.WriteLine("An iteration has triggered a cancellation. THIS WAS EXPECTED.\n{0}", e.ToString());  

        }  

提供的每个动作可能并行地执行，它有2个重载。

例如下面代码执行了三个操作（来自MSDN）：

        static void Main()  

                Parallel.Invoke(  

                    BasicAction,    // Param #0 - static method  

                    () =>            // Param #1 - lambda expression  

                        Console.WriteLine("Method=beta, Thread={0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  

                    },  

                    delegate()        // Param #2 - in-line delegate  

                        Console.WriteLine("Method=gamma, Thread={0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  

            // No exception is expected in this example, but if one is still thrown from a task,  

            // it will be wrapped in AggregateException and propagated to the main thread.  

                Console.WriteLine("An action has thrown an exception. THIS WAS UNEXPECTED.\n{0}", e.InnerException.ToString());  

        static void BasicAction()  

            Console.WriteLine("Method=alpha, Thread={0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);  

有人提出以下疑问：“如果For里面的东西，对于顺序敏感的话，会不会有问题。并行处理的话，说到底应该是多线程。如果需要Lock住什么东西的话，应该怎么做呢？例如这个例子不是对数组填充，是对文件操作呢？对某个资源操作呢？”

    {          

            int loops=0;  

            while (loops <= 100)  

                long sum = 0;                  

                Parallel.For(1, 1001, delegate(long i)  

                    sum += i;  

                });  

                System.Console.WriteLine(sum);  

                loops++;  

在上述代码中，为了校验正确性我进行了重复做了100次，得出如下结果：

<a target="_blank" href="http://blog.51cto.com/attachment/201008/163420107.png"></a>

图1、100次的前面部分结果

我们知道500500才是正确的答案，这说明Parallel.For不能保证对sum正确的并发执行，对此我们应该加上适当的控制，并借机来回答上面提出的如何加锁的问题。下面有几种方案可以解决这个问题：

这个我就不多解释了，直接上代码：

            int loops = 0;  

            object moniter = new object();  

                long sum = 0;  

                    lock (moniter) { sum += i; }  

我们加上lock锁之后就会得出正确的结果。

关于PLINQ，以后将会介绍到，这里不会详细介绍，感兴趣的自行查阅资料。代码如下：

                long sum = 0;       

                sum = Enumerable.Range(0, 1001).AsParallel().Sum();  

运行可以得到正确的结果。

这个也不多说，直接上代码，因为关于PLINQ将在以后详细介绍，感兴趣的自行查阅资料。

                sum = ParallelEnumerable.Range(0, 1001).Sum();   

运行同样可以得到正确结果。

代码如下：

                    Interlocked.Add(ref sum, i);  

运行可以得到正确结果。

这个方法已经在1.2中介绍，这里直接上代码，代码如下：

                int sum = 0;  

                Parallel.For(0, 1001, () =&gt; 0, (i, state,subtotal) =&gt;  

                    subtotal += i;  

                    return subtotal;  

                },  

                partial =&gt; Interlocked.Add(ref sum, partial));  

运行可得正确结果。

上面的解决方案那个比较好呢？请大家各抒己见！关于这个我已经测试了一下。

PS:感觉写这篇的时候很累，思绪也很乱，不知大家对这篇还满意(⊙_⊙)？有什么地方需要改进，或者说不易理解，或者哪个地方错了！

     本文转自Saylor87 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/skynet/365694，如需转载请自行联系原作者