C#实现多线程的方式：使用Parallel类-白红宇

C#实现多线程的方式：使用Parallel类

阅读量：6471 次

发布时间：2019-06-23

本文共 5783 字，大约阅读时间需要 19 分钟。

简介

　　在C#中实现多线程的另一个方式是使用Parallel类。

　　在.NET4中 ,另一个新增的抽象线程是Parallel类。这个类定义了并行的for和foreach的静态方法。在为 for和 foreach定义的语言中,循环从一个线程中运行。Parallel类使用多个任务,因此使用多个线程来完成这个作业。

　　，对任务作出了一定的阐释，有兴趣的朋友可以前去查看。

　　Parallel.For()和 Parallel.ForEach()方法多次调用同一个方法,而 Parallel.Invoke()方法允许同时调用不同的方法。

使用Parallel.For()方法

　　基本使用方法

　　Parallel.For()方法类似于 C#的 for循环语旬,也是多次执行一个任务。使用Parallel.For()方法,可以并行运行迭代。迭代的顺序没有定义。

　　在For()方法中,前两个参数定义了循环的开头和结束。示例从0迭代到 9。第 3个参数是一个Action<int>委托。整数参数是循环的迭代次数,该参数被传递给Action<int>委托引用的方法。Parallel.For()方法的返回类型是ParalleLoopResult结构,它提供了循环是否结束的信息。

1 ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10, i =>2             {3                 Console.WriteLine("{0}, task : {1}, thread : {2}", i, Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);4             });5             Console.WriteLine(result.IsCompleted);6             Console.ReadKey();

　　在Parallel.For()的方法体中,把索引、任务标识符和线程标识符写入控制台中。从下面的输出截图可以看出,由于每次循环都开启了新的任务和线程，因此每个线程的执行顺序是不能保证的。

　　中断循环

　　同For()循环类似，Parallel.For()方法也可以中断循环的执行。

　　Parallel.For()方法的一个重载版本接受第3个Action<int, ParallelLoopState>类型的参数。使用这些参数定义一个方法,就可以调用ParalleLoopState的Break()或Stop()方法,以影响循环的结果。

　　注意,迭代的顺序没有定义。

1  ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10, (int i, ParallelLoopState pls) => 2             { 3                 Console.WriteLine("i: {0}, task : {1}", i, Task.CurrentId); 4                 Thread.Sleep(10); 5                 if (i > 15) 6                 { 7                     pls.Break(); 8                 } 9             });10             Console.WriteLine(result.IsCompleted);11             Console.WriteLine("Lowest break iteration: {0}", result.LowestBreakIteration);12             Console.ReadKey();

下面是结果截图：

　　应用程序这次的运行说明,迭代在值大于15时中断,但其他任务可以同时运行,有其他值的任务也可以运行。利用LowestBreakIteration属性,可以忽略其他任务的结果。

　　Parallel.For`<`TLocal`>`方法

　　Parallel.For()方法可能使用几个线程来执行循环。如果需要对每个线程进行初始化,就可以使用Parallel.For<TLocal>方法。除了from和to对应的值之外,For()方法的泛型版本还接受3个委托参数。

　　第一个参数的类型是Func<TLocal> ,因为这里的例子对于TLocal使用字符串,所以该方法需要定义为Func<string>,即返回string的方法。这个方法仅对于用于执行迭代的每个线程调用一次。

　　第二个委托参数为循环体定义了委托。在示例中,该参数的类型是Func<int, ParallelLoopState, string, string>。其中第一个参数是循环迭代,第二个参数 ParallelLoopstate允许停止循环,如前所述。循环体方法通过第3个参数接收从init方法返回的值,循环体方法还需要返回一个值,其类型是用泛型for参数定义的。

　　For()方法的最后一个参数指定一个委托Action<TLocal>;在该示例中,接收一个字符串。这个方法仅对于每个线程调用一次,这是一个线程退出方法。

1 Parallel.For
     
      (0, 20, 2                 () => 3                 { 4                     Console.WriteLine("init thread {0},\t task {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Task.CurrentId); 5                     return string.Format("t{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 6                 }, 7             (i, pls, str) => 8             { 9                 Console.WriteLine("body i {0} \t str {1} \t thread {2} \t task {3}", i, str, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Task.CurrentId);10                 Thread.Sleep(10);11                 return string.Format("i \t{0}", i);12             },13             (str) =>14             {15                 Console.WriteLine("finally\t {0}", str);16             });17             Console.ReadKey();

程序运行结果：

　　备注:

　　Parallel.For<TLocal> 方法 (Int32, Int32, Func<TLocal>, Func<Int32, ParallelLoopState, TLocal, TLocal>, Action<TLocal>)

　　类型参数

　　TLoca

　　线程本地数据的类型。

　　参数

　　fromInclusive

　　类型：System.Int32

　　开始索引（含）。

　　toExclusive

　　类型：System.Int32

　　结束索引（不含）。

　　localInit

　　类型：System.Func<TLocal>

　　用于返回每个任务的本地数据的初始状态的函数委托。

　　body

　　类型：System.Func<Int32, ParallelLoopState, TLocal, TLocal>

　　将为每个迭代调用一次的委托。

　　localFinally

　　类型：System.Action<TLocal>

　　用于对每个任务的本地状态执行一个最终操作的委托。

　　返回值

　　类型：System.Threading.Tasks.ParallelLoopResult

　　在迭代范围 (fromInclusive，toExclusive) ，为每个值调用一次body 委托。为它提供以下参数：迭代次数 (Int32)、可用来提前退出循环的ParallelLoopState实例以及可以在同一线程上执行的迭代之间共享的某些本地状态。

　　对于参与循环执行的每个任务调用 localInit 委托一次，并返回每个任务的初始本地状态。这些初始状态传递给第一个在该任务上调用的 body。然后，每个后续正文调用返回可能修改过的状态值，传递到下一个正文调用。最后，每个任务上的最后正文调用返回传递给 localFinally 委托的状态值。每个任务调用 localFinally 委托一次，以对每个任务的本地状态执行最终操作。此委托可以被多个任务同步调用；因此您必须同步对任何共享变量的访问。

　　Parallel.For方法比在它执行生存期的线程可能使用更多任务，作为现有的任务完成并被新任务替换。这使基础 TaskScheduler 对象有机会添加、更改或移除服务循环的线程。

　　如果 fromInclusive 大于或等于 toExclusive，则该方法立即返回，而无需执行任何迭代。

使用Parallel.ForEach()方法

　　基本使用方法

　　Parallel.ForEach()方法遍历实现了IEnumerable的集合,其方式类似于foreach语句,但以异步方式遍历。这里也没有确定遍历顺序。

1 string[] data = { "zero", "one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight", "nine", "ten", "eleven", "twelve" };2             ParallelLoopResult result = Parallel.ForEach
     
      (data, (s) =>3             {4                 Console.WriteLine(s);5             });6             Console.ReadKey();

结果截图：

　　中断循环

　　如果需要中断循环,就可以使用ForEach()方法的重载版本和ParallelLoopState参数。其方式与前面的For()方法相同。ForEach()方法的一个重载版本也可以用于访问索引器,从而获得迭代次数,如下所示:　

1 string[] data = { "zero", "one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight", "nine", "ten", "eleven", "twelve" }; 2             ParallelLoopResult result = Parallel.ForEach
     
      (data, (s, pls, l) => 3              { 4                  Console.WriteLine("{0}\t{1}", s, l); 5                  if (l > 10) 6                  { 7                      pls.Break(); 8                  } 9              });10             Console.WriteLine("Lowest break iteration: {0}", result.LowestBreakIteration);11             Console.ReadKey();

结果截图：

使用Parallel.Invoke()方法

　　如果多个任务应并行运行,就可以使用Parallel.Invoke()方法。Parallel.Invoke()方法允许传递一个Action委托数组,在其中可以指定应运行的方法。

　　示例代码传递了要并行调用的Foo()和Bar()方法:

1         static void Main(string[] args) 2         { 3             Parallel.Invoke(Foo, Bar); 4             Console.ReadKey(); 5         } 6         static void Foo() 7         { 8             Console.WriteLine("Foo"); 9         }10 11         static void Bar()12         {13             Console.WriteLine("Bar");14         }

结果截图：