如何:编写简单的 Parallel.ForEach 循环

此示例展示了如何使用 Parallel.ForEach 循环,对任何 System.Collections.IEnumerableSystem.Collections.Generic.IEnumerable<T> 数据源启用数据并行。

注意

本文档使用 lambda 表达式在 PLINQ 中定义委托。 如果不熟悉 C# 或 Visual Basic 中的 lambda 表达式,请参阅 PLINQ 和 TPL 中的 Lambda 表达式

示例

此示例演示 CPU 密集型操作的 Parallel.ForEach。 运行该示例时,它会随机生成 200 万个数字,并尝试筛选出素数。 第一种情况通过 for 循环来循环访问集合。 第二种情况通过 Parallel.ForEach 来循环访问集合。 应用程序完成后,会显示每次迭代所花费的时间。

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

namespace ParallelExample
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            // 2 million
            var limit = 2_000_000;
            var numbers = Enumerable.Range(0, limit).ToList();

            var watch = Stopwatch.StartNew();
            var primeNumbersFromForeach = GetPrimeList(numbers);
            watch.Stop();

            var watchForParallel = Stopwatch.StartNew();
            var primeNumbersFromParallelForeach = GetPrimeListWithParallel(numbers);
            watchForParallel.Stop();

            Console.WriteLine($"Classical foreach loop | Total prime numbers : {primeNumbersFromForeach.Count} | Time Taken : {watch.ElapsedMilliseconds} ms.");
            Console.WriteLine($"Parallel.ForEach loop  | Total prime numbers : {primeNumbersFromParallelForeach.Count} | Time Taken : {watchForParallel.ElapsedMilliseconds} ms.");

            Console.WriteLine("Press any key to exit.");
            Console.ReadLine();
        }

        /// <summary>
        /// GetPrimeList returns Prime numbers by using sequential ForEach
        /// </summary>
        /// <param name="inputs"></param>
        /// <returns></returns>
        private static IList<int> GetPrimeList(IList<int> numbers) => numbers.Where(IsPrime).ToList();

        /// <summary>
        /// GetPrimeListWithParallel returns Prime numbers by using Parallel.ForEach
        /// </summary>
        /// <param name="numbers"></param>
        /// <returns></returns>
        private static IList<int> GetPrimeListWithParallel(IList<int> numbers)
        {
            var primeNumbers = new ConcurrentBag<int>();

            Parallel.ForEach(numbers, number =>
            {
                if (IsPrime(number))
                {
                    primeNumbers.Add(number);
                }
            });

            return primeNumbers.ToList();
        }

        /// <summary>
        /// IsPrime returns true if number is Prime, else false.(https://en.wikipedia.org/wiki/Prime_number)
        /// </summary>
        /// <param name="number"></param>
        /// <returns></returns>
        private static bool IsPrime(int number)
        {
            if (number < 2)
            {
                return false;
            }

            for (var divisor = 2; divisor <= Math.Sqrt(number); divisor++)
            {
                if (number % divisor == 0)
                {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
    }
}
Imports System.Collections.Concurrent

Namespace ParallelExample
    Class Program
        Shared Sub Main()
            ' 2 million
            Dim limit = 2_000_000
            Dim numbers = Enumerable.Range(0, limit).ToList()

            Dim watch = Stopwatch.StartNew()
            Dim primeNumbersFromForeach = GetPrimeList(numbers)
            watch.Stop()

            Dim watchForParallel = Stopwatch.StartNew()
            Dim primeNumbersFromParallelForeach = GetPrimeListWithParallel(numbers)
            watchForParallel.Stop()

            Console.WriteLine($"Classical foreach loop | Total prime numbers : {primeNumbersFromForeach.Count} | Time Taken : {watch.ElapsedMilliseconds} ms.")
            Console.WriteLine($"Parallel.ForEach loop  | Total prime numbers : {primeNumbersFromParallelForeach.Count} | Time Taken : {watchForParallel.ElapsedMilliseconds} ms.")

            Console.WriteLine("Press any key to exit.")
            Console.ReadLine()
        End Sub

        ' GetPrimeList returns Prime numbers by using sequential ForEach
        Private Shared Function GetPrimeList(numbers As IList(Of Integer)) As IList(Of Integer)
            Return numbers.Where(AddressOf IsPrime).ToList()
        End Function

        ' GetPrimeListWithParallel returns Prime numbers by using Parallel.ForEach
        Private Shared Function GetPrimeListWithParallel(numbers As IList(Of Integer)) As IList(Of Integer)
            Dim primeNumbers = New ConcurrentBag(Of Integer)()
            Parallel.ForEach(numbers, Sub(number)

                                          If IsPrime(number) Then
                                              primeNumbers.Add(number)
                                          End If
                                      End Sub)
            Return primeNumbers.ToList()
        End Function

        ' IsPrime returns true if number is Prime, else false.(https://en.wikipedia.org/wiki/Prime_number)
        Private Shared Function IsPrime(number As Integer) As Boolean
            If number < 2 Then
                Return False
            End If

            For divisor = 2 To Math.Sqrt(number)

                If number Mod divisor = 0 Then
                    Return False
                End If
            Next

            Return True
        End Function
    End Class
End Namespace

Parallel.ForEach 循环的工作原理类似 Parallel.For 循环。 该循环对源集合进行分区,并根据系统环境在多个线程上安排工作。 系统上的处理器越多,并行方法的运行速度就越快。 对于一些源集合,有序循环可能会更快,具体视源大小以及该循环要执行的工作类型而定。 有关性能的详细信息,请参阅数据和任务并行的潜在问题

若要详细了解并行循环,请参阅如何:编写简单的 Parallel.For 循环

若要将 Parallel.ForEach 与非泛型集合结合使用,可以使用 Enumerable.Cast 扩展方法,将集合转换为泛型集合,如下面的示例所示:

Parallel.ForEach(nonGenericCollection.Cast<object>(),
    currentElement =>
    {
    });
Parallel.ForEach(nonGenericCollection.Cast(Of Object), _
                 Sub(currentElement)
                     ' ... work with currentElement
                 End Sub)

还可以使用并行 LINQ (PLINQ) 并行处理 IEnumerable<T> 数据源。 借助 PLINQ,可以使用声明性查询语法来表达循环行为。 有关详细信息,请参阅并行 LINQ (PLINQ)

编译并运行代码

可以作为 .NET Framework 的控制台应用程序或 .NET Core 的控制台应用程序编译代码。

Visual Studio 中有适用于 Windows 桌面和 .NET Core 的 Visual Basic 和 C# 控制台应用程序模板。

从命令行,可使用 .NET CLI 命令(例如 dotnet new consoledotnet new console -lang vb),或者可创建文件并使用 .NET Framework 应用程序提供的命令行编译器。

要从命令行运行 .NET Core 控制台应用程序,请使用包含该应用程序的文件夹中的 dotnet run

要从 Visual Studio 中运行控制台应用程序,请按 F5。

请参阅