Parallel.Foreach 循环得到的结果与 For 循环不同？

Question

我已经编写简单的 for 循环迭代数组和 Parallel.ForEach 循环做同样的事情。但是，我得到的结果不同，所以我想问问到底发生了什么？ :D

  class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
      long creating = 0;
      long reading = 0;
      long readingParallel = 0;
      for (int j = 0; j < 10; j++)
      {
        Stopwatch timer1 = new Stopwatch();
        Random rnd = new Random();
        int[] array = new int[100000000];

        timer1.Start();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++)
        {
          array[i] = rnd.Next(5);
        }
        timer1.Stop();

        long result = 0;
        Stopwatch timer2 = new Stopwatch();

        timer2.Start();
        for (int i = 0; i < 100000000; i++)
        {
          result += array[i];
        }
        timer2.Stop();

        Stopwatch timer3 = new Stopwatch();
        long result2 = 0;
        timer3.Start();
        Parallel.ForEach(array, (item) =>
          {
            result2 += item;
          });

        if (result != result2)
        {
          Console.WriteLine(result + " - " + result2);
        }

        timer3.Stop();

        creating += timer1.ElapsedMilliseconds;
        reading += timer2.ElapsedMilliseconds;
        readingParallel += timer3.ElapsedMilliseconds;
      }



      Console.WriteLine("Create : \t" + creating / 100);
      Console.WriteLine("Read: \t\t" + reading / 100);
      Console.WriteLine("ReadP: \t\t" + readingParallel / 100);

      Console.ReadKey();
    }
  }

所以在这种情况下我得到了结果：结果 = 200009295；结果 2 = 35163054;

有什么问题吗？

Answer 1

+= 运算符是非原子的，实际上执行多个操作：

将 result 指向的位置的值加载到内存中
将array[i]添加到内存中的值（我在这里简化）
将结果写回result

由于许多这些添加操作将运行并行，这不仅是可能的，而且很可能在其中一些操作之间存在竞争，其中一个线程读取 result 值并执行加法，但在它有机会写回之前，另一个线程获取旧的 result 值（尚未更新）并执行加法。然后两个线程将各自的值写入result。不管哪一个赢得比赛，你最终得到的数字都比预期的要少。

这就是 Interlocked class 存在的原因。

您的代码很容易修复：

Parallel.ForEach(array, (item) =>
{
    Interlocked.Add(ref result2, item);
});

如果 Parallel.ForEach 在这种情况下最终比完全同步版本慢，请不要感到惊讶。这是因为

您传递给 Parallel.ForEach 的委托内部的工作量非常很小
Interlocked 方法会产生轻微但不可忽略的开销，在这种特殊情况下会非常明显

Parallel.Foreach 循环得到的结果与 For 循环不同？

Parallel.Foreach loop gets different result than For loop?

c#

for-loop

parallel.foreach