C#中Parallel类For、ForEach和Invoke使用介绍

在C#中，Parallel类提供了一些工具来实现并行计算操作。本文将主要介绍Parallel类的三个方法：For、ForEach和Invoke，以及如何使用它们进行并行计算。

Parallel类的使用

使用Parallel类，首先要注意一些事项：

• 首先，要确保并行操作是有意义的。并不是所有操作都可以并行执行，并行操作往往会涉及到线程间的同步和通信，如果没有必要，不要使用并行操作。
• 其次，要确定并行的范围和任务。并行操作需要将任务分解成多个独立的子任务，然后并行执行这些子任务。
• 最后，要注意并发访问共享变量的问题。当多个线程同时访问同一个共享变量时，需要使用线程同步的方式来避免竞态条件等问题。

下面具体介绍Parallel类的三个方法。

Parallel.For

Parallel.For方法可以并行地执行一个循环，循环的迭代范围是一个整数范围（从start到end-1）。该方法的签名如下：

public static ParallelLoopResult For(
    int fromInclusive,
    int toExclusive,
    Action<int> body
);

其中，参数fromInclusive和toExclusive分别指定循环迭代范围的起始值和结束值，参数body指定了循环体的内容，即每个迭代所要执行的操作。该方法返回一个ParallelLoopResult对象，可以用来查询并行计算的状态。

下面是一个简单的例子，使用Parallel.For并行计算1到100的总和：

long total = 0;
Parallel.For(1, 101, i => total += i);
Console.WriteLine(total);

在上面的例子中，使用Parallel.For并行计算1到100的总和，循环体是一个Lambda表达式，它接受一个整数参数i作为迭代计数器，并将i加到total变量中。最后使用Console.WriteLine打印出总和。运行该程序可以得到5050的结果。

Parallel.ForEach

Parallel.ForEach方法与Parallel.For类似，不同的是它可以并行地对一个IEnumerable集合中的元素进行遍历，而不是整数迭代计数器。该方法的签名如下：

public static ParallelLoopResult ForEach<TSource>(
    IEnumerable<TSource> source,
    Action<TSource> body
);

其中，参数source指定了要遍历的IEnumerable集合，参数body指定了遍历的操作。该方法也返回一个ParallelLoopResult对象，可以用来查询并行计算的状态。

下面是一个简单的例子，使用Parallel.ForEach并行打印一个字符串列表中的所有元素：

List<string> list = new List<string>{"a", "b", "c", "d"};
Parallel.ForEach(list, str => Console.WriteLine(str));

在上面的例子中，使用Parallel.ForEach并行打印一个字符串列表中的所有元素，循环体是一个Lambda表达式，它接受一个字符串参数str作为遍历计数器，并使用Console.WriteLine打印出该字符串。运行该程序可以得到以下结果：

a
b
c
d

Parallel.Invoke

Parallel.Invoke方法可以并行地执行一组方法，每个方法都是独立的且没有参数。该方法的签名如下：

public static void Invoke(params Action[] actions)

其中，参数actions是一个Action委托数组，指定了要执行的一组方法。

下面是一个简单的例子，使用Parallel.Invoke并行执行两个方法：

Parallel.Invoke(() => { Console.WriteLine("Task 1 started"); Thread.Sleep(2000); Console.WriteLine("Task 1 finished");},
                () => { Console.WriteLine("Task 2 started"); Thread.Sleep(4000); Console.WriteLine("Task 2 finished"); });

在上面的例子中，使用Parallel.Invoke并行执行两个方法，分别是在控制台输出任务1开始、等待2秒、输出任务1结束，和输出任务2开始、等待4秒、输出任务2结束。运行该程序可以得到类似以下的结果：

Task 1 started
Task 2 started
Task 1 finished
Task 2 finished

总结

本文介绍了C#中Parallel类的三个方法：For、ForEach和Invoke，以及如何使用它们进行并行计算。使用Parallel类可以大大提高程序的并行性能，但要注意遵循并发编程的规范，避免出现竞态条件等问题。