并行性问题

Question

我已经编写了 3 种不同的方法来计算整数数组的总和，但是，对于第三种方法，我得到了不同的结果。

初始化：

        int n = 100;
        int[] mArray = new int[n];
        for (int i = 0; i < mArray.Length; i++)          
            mArray[i] = 1;

第一个：

        int sum1 = mArray.Sum();
        Console.WriteLine("sum1 " + sum1);

第二个：

        int sum2 = 0;
        for (int i = 0; i < mArray.Length; i++)
            sum2 += mArray[i];
        Console.WriteLine("sum2 " + sum2);

第三名：

        int sum3 = 0;
        Parallel.ForEach(mArray, item =>
        {
            sum3 += item;
        });
        Console.WriteLine("sum3 " + sum3);

显然，这 3 种方法给出了相同的输出，如下所示：

然而，当 n 增加时（例如，n = 30000），第三种方法给出了令人惊讶的错误结果

注意：我已经使用线程安全集合 ConcurrentBag 测试了这些方法。我想，没有溢出问题。代码在 windows 10 x64 计算机（Intel 核心 I-7 @ 3.30ghz）

上测试

理解为什么 Parallel.For 行为不同会很有趣。

Answer 1

问题是当您使用 Parallel.ForEach 时，sum3 被多个线程访问。 sum3 += item; 通常涉及三个操作： 1. 将sum3的值读入临时存储区。 2. 将该存储的值增加 item； 3. 将结果存回sum3.

当多个线程并发执行此操作时，很可能会混合操作。例如，如果您有两个线程 A 和 B，它们都可能从 sum3 读取相同的值，然后进行相加并将新值存储回去。

要解决这个问题，您需要保护您对 sum3 的访问。代码应如下所示：

 object objLock = new object();
 int sum3 = 0;
 Parallel.ForEach(mArray, item =>
 {
     lock (objLock) { sum3 += item; }
 });
 Console.WriteLine("sum3 " + sum3);

但是，这将完全抵消并行执行的效果。

Answer 2

我有 Nick 的解决方案，它解决了问题，但是，在使用时出现了性能问题 lock (objLock) { sum3 += item; }直接在Parallel.ForEach，如下图

幸运的是，使用 .Net 中正确定义的并行聚合操作解决了这个问题。这是代码

        object locker = new object();
        double sum4= 0;
        Parallel.ForEach(mArray,
                        () => 0.0,                 // Initialize the local value.
                        (i, state, localResult) => localResult + i, localTotal =>   // Body delegate which returns the new local total.                                                                                                                                           // Add the local value
                            {
                                lock (locker) sum4+= localTotal;
                            }    // to the master value.
                        );

并行性问题

A parallelism issue

c#

multithreading

parallel.foreach