ThreadLocal 聚合和任务并行库

Question

为什么以下代码部分代码

示例 1

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

namespace ThreadLocalTasks
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            ThreadLocal<int> aggregrations = new ThreadLocal<int>();
            Task<int>[] tasks = new Task<int>[10];

            for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
            {
                aggregrations.Value = 0;
                int tempi = i;
                tasks[tempi] = new Task<int>(() =>
                {
                    int temp = 0;
                    for (int j = 1; j <= 3; j++)
                    {
                        temp += j;
                    }
                    aggregrations.Value = temp;
                    return aggregrations.Value;
                });

            }

            tasks.ToList().ForEach(x => {
                x.Start();
            });

            Task.WaitAll(tasks);

            int sum = 0;

            tasks.ToList().ForEach(x =>
            {
                sum += x.Result;
            });

            Console.WriteLine("Sum: {0}", sum);

            Console.WriteLine("Press any key to quit..");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

示例 2会得到不同的结果

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

namespace ThreadLocalTasks
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            ThreadLocal<int> aggregrations = new ThreadLocal<int>();
            Task<int>[] tasks = new Task<int>[10];

            for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
            {
                aggregrations.Value = 0;
                int tempi = i;
                tasks[tempi] = new Task<int>(() =>
                {
                    for (int j = 1; j <= 3; j++)
                    {
                        aggregrations.Value += j;
                    }
                    return aggregrations.Value;
                });

            }

            tasks.ToList().ForEach(x => {
                x.Start();
            });

            Task.WaitAll(tasks);

            int sum = 0;

            tasks.ToList().ForEach(x =>
            {
                sum += x.Result;
            });

            Console.WriteLine("Sum: {0}", sum);

            Console.WriteLine("Press any key to quit..");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Answer 1

为什么您甚至尝试在此处使用 ThreadLocal 存储，而不仅仅是任务中的局部变量？任务并行库很可能会重用一个线程来执行多个任务，并且您的线程本地存储将被覆盖。在第一个示例中，它可能会起作用，因为您不会在每次重用线程时重置它，但这会更好：

for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
        {
            tasks[i] = new Task<int>(() =>
            {
                int sum = 0;
                for (int j = 1; j <= 3; j++)
                {
                    sum += j;
                }
                return sum;
            });

        }

解释代码实际执行的操作：

在第一个示例中，您初始化一个线程在启动线程上将线程局部值设置为 0，但您执行了多次（显然不是您将初始化放入 for 循环中的意图 - bug #1）。您在任务局部变量中进​​行累积，这很好，但随后您会用结果覆盖线程局部值，即使该线程局部值可能在顺序执行的多个任务之间共享（例如，每个核心一个线程） - bug #2。这将导致一些任务共享相同的线程本地值。 Bug #3：当您返回线程本地值时，您会很幸运，因为它将与 temp 相同，并且没有其他线程可以更改它，因此它相当于仅在任务中使用本地变量。

在第二个示例中，您在初始化时犯了同样的错误。但随后您会继续重复计数值，因为线程本地值不会在每个任务开始时重置，因此如果两个任务在同一线程上运行，第一个任务可能返回 1+2+3，第二个任务可能返回 6+1+ 2+3。