如何避免C# Parallel.ForEach的竞态条件 - 问答

要避免 C# 中的 Parallel.ForEach 竞态条件，您需要确保在并行操作期间对共享资源的访问是线程安全的。这可以通过以下几种方式来实现：

使用锁（Locks）：在执行对共享资源的操作时，使用 lock 语句确保一次只有一个线程可以访问资源。

object lockObject = new object();
Parallel.ForEach(items, item => {
    lock (lockObject) {
        // 访问共享资源的代码
    }
});

使用线程安全的数据结构：例如 ConcurrentQueue<T>、ConcurrentBag<T> 或 BlockingCollection<T> 等，这些数据结构在内部实现了线程安全机制。

ConcurrentQueue<int> queue = new ConcurrentQueue<int>();
Parallel.ForEach(items, item => {
    queue.Enqueue(item);
});

使用原子操作：对于简单的数值操作，可以使用 Interlocked 类提供的原子操作方法，如 Interlocked.Increment 或 Interlocked.Decrement。

int counter = 0;
Parallel.ForEach(items, item => {
    Interlocked.Increment(ref counter);
});

使用分区：将数据分成多个部分，每个部分在不同的线程中处理。这样可以减少对共享资源的竞争。

int numOfPartitions = Environment.ProcessorCount;
var partitions = Partitioner.Create(items, numOfPartitions);
Parallel.ForEach(partitions, partition => {
    foreach (var item in partition) {
        // 处理每个分区的代码
    }
});

避免全局状态：尽量减少全局状态的使用，因为它可能导致竞态条件。如果必须使用全局状态，请确保对其访问进行同步。
使用 Parallel LINQ (PLINQ)：PLINQ 可以让您以声明式方式编写并行代码，它会自动处理并行性和对共享资源的访问。

var result = items.AsParallel().Where(item => {
    // 过滤条件
}).ToList();

总之，要避免 Parallel.ForEach 的竞态条件，关键是确保对共享资源的访问是线程安全的。您可以使用锁、线程安全的数据结构、原子操作、分区等方法来实现这一目标。

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