列表线程安全

Question

我正在使用下面的代码

var processed = new List<Guid>();
Parallel.ForEach(items, item => 
{
    processed.Add(SomeProcessingFunc(item));
});

上面的代码线程安全吗？处理后的列表是否有可能被损坏？或者我应该在添加之前使用锁？

var processed = new List<Guid>();
Parallel.ForEach(items, item => 
{
    lock(items.SyncRoot)
        processed.Add(SomeProcessingFunc(item));
});

谢谢。

Answer 1

不！它根本不安全，因为 processed.Add 不安全。您可以执行以下操作：

items.AsParallel().Select(item => SomeProcessingFunc(item)).ToList();

请记住，Parallel.ForEach 主要是为序列中每个元素的命令操作而创建的。您所做的是映射：投影序列的每个值。这就是 Select 的创建目的。 AsParallel 以最有效的方式跨线程扩展它。

这段代码工作正常：

var processed = new List<Guid>();
Parallel.ForEach(items, item => 
{
    lock(items.SyncRoot)
        processed.Add(SomeProcessingFunc(item));
});

但在多线程方面没有意义。每次迭代时的锁定都会强制完全顺序执行，一堆线程将等待单个线程。

Answer 2

使用：

var processed = new ConcurrentBag<Guid>();

请参阅并行 foreach 循环 - 奇怪的行为。

Answer 3

来自 Jon Skeet 的书 C# 深入了解：

作为 .Net 4 中并行扩展的一部分，新的 System.Collections.Concurrent 命名空间中有几个新集合。这些被设计为在面对来自多个线程的并发操作时是安全的，并且锁定相对较少。

其中包括：

• IProducerConsumerCollection
• BlockingCollection
• ConcurrentBag
• ConcurrentQueue
• ConcurrentStack
• ConcurrentDictionary
• 等

Answer 4

作为 Andrey 的 answer 的替代方案：

items.AsParallel().Select(item => SomeProcessingFunc(item)).ToList();

您也可以写

items.AsParallel().ForAll(item => SomeProcessingFunc(item));

这使得后面的查询更加高效，因为没有合并是必需的，MSDN。
确保 SomeProcessingFunc 函数是线程安全的。
我认为，但没有测试它，如果可以在其他线程中修改列表（添加或删除）元素，您仍然需要锁。

Answer 5

尽管有上述所有可能的更有效的建议，您仍然可以改进您的工作代码：

varprocessed=newList();
Parallel.ForEach(items, item =>; 
{
    锁（项目.SyncRoot）
        已处理。添加（SomeProcessingFunc（项目））；
});

...通过仅在将项目添加到您的收藏时防止竞争条件，从而通过以下简单的更改限制您获得对共享资源的独占访问权的时间：

var processed = new List<Guid>();
Parallel.ForEach(items, item => 
{
    var result = SomeProcessingFunc(item);
    
    lock(items.SyncRoot)
        processed.Add(result);
});

Answer 6

读取是线程安全的，但添加则不是。您需要一个读取器/写入器锁定设置，因为添加可能会导致内部数组调整大小，从而扰乱并发读取。

如果您可以保证数组在添加时不会调整大小，那么您在阅读时可以安全地添加，但不要引用我的观点。

但实际上，列表只是数组的接口。

Answer 7

使用 Something 类型的 ConcurrentBag

var bag = new ConcurrentBag<List<Something>>;
var items = GetAllItemsINeed();
Parallel.For(items,i =>                          
   {
      bag.Add(i.DoSomethingInEachI());
   });