C#多线程之Parallel类的用法

什么是Parallel类？

Parallel类是 .NET Framework 4.0 中引入的一个提供高级多线程支持的类。使用该类能够方便地达到在多核处理器上并行运行代码的目的。Parallel类提供的方法和语法非常简洁易懂，大大提高了多线程编程的效率。

Parallel类的主要方法

Parallel.Invoke方法

Parallel.Invoke方法允许同时调用多个操作。示例代码如下：

Parallel.Invoke(
    ()=> Method1(),
    ()=> Method2(),
    ()=> Method3()
);

上面的例子中，Method1、Method2和Method3方法分别在不同的线程中运行。Parallel.Invoke方法会等待所有的操作完成后才会结束。

Parallel.ForEach方法

Parallel.ForEach方法允许对一个集合中的每个元素都运行同一段代码。示例代码如下：

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
Parallel.ForEach(numbers, number =>
{
    Console.WriteLine("Thread {0} result: {1}", 
                      Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, number*2);
});

上面的例子中，会并行运行5个任务，每个任务都是将原来的元素乘以2，并打印结果。

其他方法

除了Parallel.Invoke和Parallel.ForEach方法外，Parallel类还提供了很多其他方法，例如：

• Parallel.For：允许对一个整数集合中的每一个整数执行相同的操作，并行运行。
• Parallel.ForEach：允许对一个集合中的每个元素都运行不同的方法，并使用本地状态（Local State）管理并行执行状态。
• Parallel.For：结合Parallel.ForEach和Parallel.For，允许对一个元素集合中的每个元素并行执行相同的操作，同时使用本地状态管理状态。

示例说明

下面的示例演示了如何使用Parallel类完成并行排序。假设我们有一个整数数组，需要对其进行排序。

int[] numbers = GetNumbersToSort();
Parallel.ForEach(numbers, number =>
{
    Thread.Sleep(100); //模拟排序中的耗时操作
});
Array.Sort(numbers);

在上面的代码中，我们使用Parallel.ForEach方法并行执行耗时操作，而在操作完成后则单线程使用Array.Sort方法对数组进行排序。

下面的示例演示了如何使用Parallel类完成并行计算。假设我们有一个方法Square，输入一个整数，返回其平方。

private static int Square(int x)
{
    Thread.Sleep(100); //模拟耗时操作
    return x*x;
}

我们需要对输入的整数集合中的每一个整数计算其平方，并输出结果。

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
List<int> results = new List<int>();
Parallel.ForEach(numbers, number =>
{
    results.Add(Square(number));
});
foreach(var result in results)
    Console.WriteLine(result);

在上面的代码中，我们使用Parallel.ForEach方法并行执行计算操作，而在操作完成后则使用foreach语句输出结果。

总结

Parallel类是 .NET Framework 4.0 中引入的一个提供高级多线程支持的类，能够方便地达到在多核处理器上并行运行代码的目的。Parallel类提供的方法和语法非常简洁易懂，大大提高了多线程编程的效率。在使用Parallel类时需要注意线程安全，尤其是在操作本地状态时需要防止资源竞争引起的错误。