关于Paralle.For和Paralle.ForEach
.NET4中加入了并行机制——所谓并行就是同时开辟若干个线程来进行计算。这些线程由于都是互相独立的，所以在进行一些分布式（比如各自不同的工作）的时候是非常简单，不过要把这些处理结果汇总起来却不是那么容易——下面来看一个非常简单的例子（求1~1000的和）。
如果你尝试使用以下的代码计算，恐怕令你大跌眼镜！
[C#]
int sum = 0; Parallel.For(0, 1000,i => {sum+=i;});
[VB.NET]
Dim sum As Integer = 0 Parallel.[For](0, 1000, Function(i) sum += i)
究其原因就是.NET会默认开辟一些线程同时进行“sum+=i”的计算。那么由于sum被这些线程同时使用，往往是一个线程还没有处理完毕，另外一个线程又介入了，自然无法得到正确结果了。
解决这个问题的办法有许多：
【一】分解法：
所谓分解法，就是针对“同一个变量”被不同线程“共享”这一诟病而提出的。——也就是说，把1~1000求和分成若干块进行处理（等于给每一个线程分配了不同的内存）。最后把分布计算的结果进行累计汇总即可。结果如下：
[C#]
int[] numbers = Enumerable.Range(1, 1000).ToArray(); int[] values=new int[4]; int sum = 0; Parallel.For(0, 4, i => { values[i] = new Program().GetTotal(i * 250, 250, numbers); }); sum = values.Sum(); Console.WriteLine(sum);
[VB.NET]
Dim numbers As Integer() = Enumerable.Range(1, 1000).ToArray() Dim values As Integer() = New Integer(3) {} Dim sum As Integer = 0 Parallel.[For](0, 4, Function(i) values(i) = New Program().GetTotal(i * 250, 250, numbers)) sum = values.Sum() Console.WriteLine(sum)
【二】使用lock（锁住一个变量，然后直到该线程操作完毕自动释放变量，另外一个线程进来操作……如此反复而已）：
[C#]
public class Program { int sum = 0;
private static object obj = new object();
public void ShowResult()
{ Parallel.For(1, 1001, i => { lock (obj) { sum += i; Thread.Sleep(10); } }); Console.WriteLine(sum); } static void Main(string[] args) { Program p = new Program(); p.ShowResult(); } }
[VB.NET]
Public Class Program Private sum As Integer = 0 Private Shared obj As New Object Public Sub ShowResult() Dim obj As New Object() Parallel.For(1, 1001, Sub(i) SyncLock obj sum = sum + i End SyncLock End Sub) Console.WriteLine(sum) End Sub End Class Module M Sub Main() Dim p As New Program p.ShowResult() End Sub End Module
【三】使用InternLock函数：
[C#]
public class Program { int sum = 0; public void ShowResult() { Parallel.For(1, 1001, i => { Interlocked.Add(ref sum, i); }); Console.WriteLine(sum); } static void Main(string[] args) { Program p = new Program(); p.ShowResult(); } }
[VB.NET]
Public Class Program Private sum As Integer = 0 Public Sub ShowResult() Parallel.[For](1, 1001, Sub(i) Interlocked.Add(sum, i) End Sub) Console.WriteLine(sum) End Sub Shared Sub Main(args As String()) Dim p As New Program() p.ShowResult() End Sub End Class
一个更复杂的例子在于多线程“并行”遍历某个文件夹中全部的文件，并且添加到DataTable中：
[C#]
public class Program { /// <summary> /// Each time process with 3 files /// </summary> public const int BLOCKFILEPROCESS = 3; private static object flag = new object(); static void Main(string[] args) { DataTable dt = new DataTable(); dt.Columns.Add("Id", typeof(int)); dt.Columns.Add("FileName", typeof(string)); dt.Columns.Add("ExtensionName", typeof(string)); dt.Columns[0].AutoIncrement = true; dt.Columns[0].AutoIncrementSeed = 1; dt.Columns[0].AutoIncrementStep = 1; string[] files = Directory.GetFiles("c:\\文件夹名称", "*.*", SearchOption.AllDirectories); int totalFiles = files.Length; int finalThreadNum = totalFiles / BLOCKFILEPROCESS == 0 ? (totalFiles / BLOCKFILEPROCESS) : (totalFiles / BLOCKFILEPROCESS + 1); Parallel.For<string[]>(0, finalThreadNum, () => files, (i, state, processCollection) => { return processCollection.Skip(i * BLOCKFILEPROCESS).Take(BLOCKFILEPROCESS).ToArray(); }, (result) => { Monitor.Enter(flag); { foreach (var item in result) { DataRow row = dt.NewRow(); row["FileName"] = Path.GetFileName(item); row["ExtensionName"] = Path.GetExtension(item); dt.Rows.Add(row); } Monitor.Exit(flag); } }); foreach (DataRow item in dt.Rows) { Console.WriteLine(item["Id"].ToString() + "<==>" + item["FileName"] + "<==>" + item["ExtensionName"].ToString()); } } }
[VB.NET]
Public Class Program ''' <summary> ''' Each time process with 3 files ''' </summary> Public Const BLOCKFILEPROCESS As Integer = 3 Private Shared flag As New Object() Private Shared Sub Main(args As String()) Dim dt As New DataTable() dt.Columns.Add("Id", GetType(Integer)) dt.Columns.Add("FileName", GetType(String)) dt.Columns.Add("ExtensionName", GetType(String)) dt.Columns(0).AutoIncrement = True dt.Columns(0).AutoIncrementSeed = 1 dt.Columns(0).AutoIncrementStep = 1 Dim files As String() = Directory.GetFiles("c:\文件夹名称", "*.*", SearchOption.AllDirectories) Dim totalFiles As Integer = files.Length Dim finalThreadNum As Integer = If(totalFiles \ BLOCKFILEPROCESS = 0, (totalFiles \ BLOCKFILEPROCESS), (totalFiles \ BLOCKFILEPROCESS + 1)) Parallel.[For](Of String())(0, finalThreadNum, Function() files, Function(i, state, processCollection) Return processCollection.Skip(i * BLOCKFILEPROCESS).Take(BLOCKFILEPROCESS).ToArray() End Function, Function(result) Monitor.Enter(flag) If True Then For Each item As var In result Dim row As DataRow = dt.NewRow() row("FileName") = Path.GetFileName(item) row("ExtensionName") = Path.GetExtension(item) dt.Rows.Add(row) Next Monitor.[Exit](flag) End If End Function) For Each item As DataRow In dt.Rows Console.WriteLine((item("Id").ToString() & "<==>") + item("FileName") & "<==>" & item("ExtensionName").ToString()) Next End Sub End Class
上面的示例代码使用了Monitor进行对多线程访问同一个对象的锁定和解锁（其实lock的本质是调用了Monitor，不过lock花费的时间比Monitor要长）。如果不用lock或者Monitor锁定，那么将造成多线程访问最有一个DataTable，造成竞争现象的发生。相对第一个For的非泛型示例而言，最大区别在于第一个非泛型的For解决方案1在求和时是为每一个线程单独分配了存储单元，然而这个示例的存储单元（DataTable）却是共享的。
一般地，如果多线程共享一个资源，对一个资源操作，必须采用“同步”机制来控制！
另外，这里的For使用了其泛型的版本：第一，第二个参数决定循环的次数（其实是分块多少块，准备开多少线程；第三个参数每次会返回一个IEnumerable集合供特性的线程操作，第四个参数委托将自定义返回给当前已经创建线程的集合（示例中是使用Skip+Take方法计算返回给当前线程多少数据）。最后一个委托是无参数的Action，直接对返回的集合进行处理（添加进入表格中）。
同样这里还可以使用Paralle.ForEach，注意ForEach无法分块（因为内部已经分块的，具体开多少线程无法人为控制），代码参考如下：
[C#]
public class Program { /// <summary> /// Each time process with 3 files /// </summary> public const int BLOCKFILEPROCESS = 3; private static object flag = new object(); static void Main(string[] args) { DataTable dt = new DataTable(); dt.Columns.Add("Id", typeof(int)); dt.Columns.Add("FileName", typeof(string)); dt.Columns.Add("ExtensionName", typeof(string)); dt.Columns[0].AutoIncrement = true; dt.Columns[0].AutoIncrementSeed = 1; dt.Columns[0].AutoIncrementStep = 1; string[] files = Directory.GetFiles("c:\\安装", "*.jpg", SearchOption.TopDirectoryOnly); Parallel.ForEach<string>(files, (s) => { lock (flag) { DataRow row = dt.NewRow(); row["FileName"] = Path.GetFileName(s); row["ExtensionName"] = Path.GetExtension(s); dt.Rows.Add(row); } }); foreach (DataRow item in dt.Rows) { Console.WriteLine(item["Id"].ToString() + "<==>" + item["FileName"] + "<==>" + item["ExtensionName"].ToString()); } } }
[VB.NET]
Public Class Program ''' <summary> ''' Each time process with 3 files ''' </summary> Public Const BLOCKFILEPROCESS As Integer = 3 Private Shared flag As New Object() Private Shared Sub Main(args As String()) Dim dt As New DataTable() dt.Columns.Add("Id", GetType(Integer)) dt.Columns.Add("FileName", GetType(String)) dt.Columns.Add("ExtensionName", GetType(String)) dt.Columns(0).AutoIncrement = True dt.Columns(0).AutoIncrementSeed = 1 dt.Columns(0).AutoIncrementStep = 1 Dim files As String() = Directory.GetFiles("c:\安装", "*.jpg", SearchOption.TopDirectoryOnly) Parallel.ForEach(Of String)(files, Function(s) SyncLock flag Dim row As DataRow = dt.NewRow() row("FileName") = Path.GetFileName(s) row("ExtensionName") = Path.GetExtension(s) dt.Rows.Add(row) End SyncLock End Function) For Each item As DataRow In dt.Rows Console.WriteLine((item("Id").ToString() & "<==>") + item("FileName") & "<==>" & item("ExtensionName").ToString()) Next End Sub End Class
