C＃並行，多執行緒程式設計並行集合和PLINQ的例項講解

並行演算法的出現，隨之而產生的也曾有了並行集合，及執行緒安全集合;微軟向的也算周到，沒有忘記linq，也推出了linq的並行版本，plinq - Parallel Linq。

一，並行集合 - 執行緒安全集合

　　平行計算使用的多個執行緒同時進行計算，所以要控制每個執行緒對資源的訪問，我們先來看一下平時常用的列表集合，在平行計算下的表現，新建一個控制檯應用程式，新增一個PEnumerable類（當然你也直接寫到主方法裡面測試，建議分開寫），寫如下方法：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Collections.Concurrent;

namespace ThreadPool
{
    public class PEnumerable
   {
      public static void ListWithParallel()
      {
         List<int> list = new List<int>();
         Parallel.For(0, 10000, item =>
         {
            list.Add(item);
         });
         Console.WriteLine("List's count is {0}",list.Count());
      }
   }
}

看到結果中顯示的5851，但是我們迴圈的是10000次啊！怎麼結果不對呢？這是因為名單是非執行緒安全集合，意思就是說所有的執行緒都可以修改他的值。

下面我們來看下並行集合 - 執行緒安全集合，在System.Collections.Concurrent名稱空間中，首先來看一下ConcurrentBag泛型集合，其用法和列表類似，先來寫個方法測試一下：

public static void ConcurrentBagWithPallel()
  {
     ConcurrentBag<int> list = new ConcurrentBag<int>();
     Parallel.For(0, 10000, item =>
     {
        list.Add(item);
     });
     Console.WriteLine("ConcurrentBag's count is {0}", list.Count());
  }

可以看到，ConcurrentBag集合的結果是正確的下面我們修改程式碼看看ConcurrentBag裡面的資料到底是怎麼存放的，修改程式碼如下：

public static void ConcurrentBagWithPallel()
  {
     ConcurrentBag<int> list = new ConcurrentBag<int>();
     Parallel.For(0, 10000, item =>
     {
        list.Add(item);
     });
     Console.WriteLine("ConcurrentBag's count is {0}", list.Count());
     int n = 0;
     foreach(int i in list)
     {
        if (n > 10)
           break;
        n++;
        Console.WriteLine("Item[{0}] = {1}",n,i);
     }
     Console.WriteLine("ConcurrentBag's max item is {0}", list.Max());

  }

可以看到，ConcurrentBag中的資料並不是按照順序排列的，順序是亂的，隨機的。我們平時使用的最大，首先，最後等LINQ方法都還有。其時分類似可列舉的用法，大家可以參考微軟的MSDN瞭解它的具體用法。

關於執行緒安全的集合還有很多，和我們平時用的集合都差不多，比如類似字典的ConcurrentDictionary，還有ConcurrentStack，ConcurrentQueue等。

二，並行Linq的用法及效能

1，進行AsParallel

前面瞭解了並行的對於和的foreach，今天就來看一下的LINQ的並行版本是怎麼樣吧為了測試，我們新增一個自定義類，程式碼如下？

public class Custom

{ public string Name { get; set; } public int Age { get; set; } public string Address { get; set; } }

寫如下測試程式碼：

public static void TestPLinq()
  {
     Stopwatch sw = new Stopwatch();
     List<custom> customs = new List<custom>();
     for (int i = 0; i < 2000000; i++)
     {
        customs.Add(new Custom() { Name = "Jack", Age = 21, Address = "NewYork" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Jime", Age = 26, Address = "China" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Tina", Age = 29, Address = "ShangHai" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Luo", Age = 30, Address = "Beijing" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Wang", Age = 60, Address = "Guangdong" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Feng", Age = 25, Address = "YunNan" });
     }
     sw.Start();
     var result = customs.Where<custom>(c => c.Age > 26).ToList();
     sw.Stop();
     Console.WriteLine("Linq time is {0}.",sw.ElapsedMilliseconds);
     sw.Restart();
     sw.Start();
     var result2 = customs.AsParallel().Where<custom>(c => c.Age > 26).ToList();
     sw.Stop();
     Console.WriteLine("Parallel Linq time is {0}.", sw.ElapsedMilliseconds);
  }

其實也就是加了一個進行AsParallel（）方法，下面來看下執行結果：

public static void OrderByTest()
  {
     Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
     List<custom> customs = new List<custom>();
     for (int i = 0; i < 2000000; i++)
     {
        customs.Add(new Custom() { Name = "Jack", Age = 21, Address = "NewYork" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Jime", Age = 26, Address = "China" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Tina", Age = 29, Address = "ShangHai" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Luo", Age = 30, Address = "Beijing" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Wang", Age = 60, Address = "Guangdong" });
        customs.Add(new Custom() { Name = "Feng", Age = 25, Address = "YunNan" });
     }
     stopWatch.Restart();
     var groupByAge = customs.GroupBy(item => item.Age).ToList();
     foreach (var item in groupByAge)
     {
        Console.WriteLine("Age={0},count = {1}", item.Key, item.Count());
     }
     stopWatch.Stop();
     Console.WriteLine("Linq group by time is: " + stopWatch.ElapsedMilliseconds);
     stopWatch.Restart();
     var lookupList = customs.ToLookup(i => i.Age);
     foreach (var item in lookupList)
     {
        Console.WriteLine("LookUP:Age={0},count = {1}", item.Key, item.Count());
     }
     stopWatch.Stop();
     Console.WriteLine("LookUp group by time is: " + stopWatch.ElapsedMilliseconds);
  }

執行結果如下：

ToLookup方法是將集合轉換成一個只讀集合，所以在大資料量分組時效能優於名單。大家可以查閱相關資料，這裡由於篇幅問題，不再細說。