‬【作者】科技、互聯網行業優質創作者

【專註領域】.Net技術、軟件架構、人工智能、數字化轉型、DeveloperSharp、微服務、工業互聯網、智能制造

點擊右上方“關註”，裡面有很多高價值技術文章，是你刻苦努力也積累不到的經驗，能助你快速成長。升職漲薪！！

簡介

.NET Framework 和 .NET Core 提供了強大的並行編程支持，其中一個核心工具就是Parallel類。Parallel類是.NET Framework4.0推出的新特性。

Parallel類使得在多核系統上執行並行操作變得更加簡單和高效。通過並行編程，可以充分利用現代計算機系統的硬件資源，提高應用程序的性能。本文將介紹它的幾種功能。

一、Parallel庫的主要功能

1、並行循環

Parallel.ForEach和 Parallel.For方法允許開發人員方便地並行遍歷集合或執行一定數量的迭代。這使得處理大規模數據集時，特別是在迭代操作中，能夠更快地完成任務。在執行過程中會涉及多線程，因為它被設計用於並行處理集合中的元素。在這個過程中，它們會根據系統的可用處理器核心數量自動創建並管理多個線程，每個線程負責處理集合中的一個子集。

List<int> numbers = Enumerable.Range(1, 1000000).ToList();
Parallel.ForEach(numbers, (num) =>
{
    // 執行並行操作
    Console.WriteLine(num);
});

2、 PLINQ（Parallel LINQ）

PLINQ 是 Parallel Language-Integrated Query 的縮寫，它允許在 LINQ 查詢中應用並行化。通過使用 AsParallel() 方法，可以將普通的 LINQ 查詢轉換為並行查詢，從而提高查詢性能。

var result = from num in numbers.AsParallel()
             where num % 2 == 0
             select num;

3、並行任務

Parallel.Invoke方法允許同時執行多個委托，無需等待它們全部完成。這對於執行多個獨立任務的場景非常有用。

Parallel.Invoke(
    () => DoTask1(),
    () => DoTask2(),
    () => DoTask3()
);

4、數據分區

Parallel.ForEach 和 Parallel.For方法允許指定數據分區方式，從而更好地控制並行執行的方式。通過使用 Partitioner類，可以實現更靈活的數據分區策略。

var partitioner = Partitioner.Create(numbers, true);
Parallel.ForEach(partitioner, (num) =>
{
    // 執行並行操作
    Console.WriteLine(num);
});

並行編程的Parallel.ForEach 和 Parallel.For方法有它們的異步方法Parallel.ForEachAsync和Parallel.ForAsync，大傢可以根據項目情況來調用。需要註意的是ForEachAsync僅支持.NET6以上版本，Parallel.ForAsync僅支持剛發佈的.NET 8。

二、Parallel的原理

Parallel庫是.NET中的一個強大工具，它的實現基於工作竊取算法、任務分解、並發集合和線程池等關鍵技術。

通過將任務分解為多個子任務，並采用工作竊取算法實現任務的高效調度，Parallel庫有效地利用了系統的多核處理能力。

此外，它提供了對並發集合的支持，避免了多線程訪問時的潛在問題。通過這些機制，Parallel庫簡化了並行編程的復雜性，使開發人員能夠以更輕松的方式利用並行性，提高應用程序的性能和響應能力，而無需深入處理底層線程管理的細節。

三、使用案例

圖像處理

考慮一個圖像處理的場景，我們需要對一批圖像進行模糊處理。傳統的串行方法可能會導致處理時間過長，而使用並行編程可以顯著提高處理速度。

public void BlurImages(List<Image> images)
{
    Parallel.ForEach(images, (image) =>
    {
        // 調用圖像處理庫進行模糊處理
        ImageProcessor.Blur(image);
    });
}

在這個例子中，Parallel.ForEach使得每張圖片都可以在不同的處理單元上並行執行模糊處理操作，從而提高處理圖片效率。

結語

通過.NET中的Parallel庫，開發人員可以更輕松地利用多核系統的性能優勢，提高應用程序的並行處理能力。

並行編程不僅能夠簡化代碼，還能顯著提高程序的執行效率，特別是在處理大規模數據集或執行密集計算任務時。合理使用Parallel庫，可以使應用程序更具擴展性、響應性和性能。

雖然Parallel類為並行編程提供了便利性，但也伴隨著一些潛在缺點。這包括調試的復雜性，因為並行程序可能引入難以追蹤的問題，線程安全性的挑戰，需要小心管理共享數據的訪問，以及性能開銷的可能性，包括線程創建和上下文切換。

並行編程還引入了代碼的復雜性，可能導致死鎖、饑餓和任務劃分不均等問題。在使用Parallel時，開發人員需要根據項目情況酌情使用。

希望本文.NET開發者有所幫助，對於.NET的Parallel並行編程你還知道哪些？歡迎留言討論或者吐槽本文。

寫在最後

關註【數字智慧化基地】，裡面‬有‬很多‬大佬‬的‬技術‬文章，助你‬快速‬成長‬‬‬。還可‬免費領取如下‬15個‬視頻‬教程‬！（微信‬掃描‬下方‬二維碼‬）（已有人花‬1年‬時間‬‬‬學習‬此‬號‬內容‬達到‬年薪‬百萬‬）

‬回復'面試'，獲取C#/.NET/.NET Core面試寶典

回復'C#'，領取零基礎學習C#編程

回復'NET'，領取.NET零基礎入門到實戰

回復'Linux'，領取Linux從入門到精通

回復'WPF'，領取高薪熱門【WPF上位機工業互聯網】從零手寫實戰

回復'Modbus'，領取初識C# 上位機Modbus通信

回復'PLC'，領取C#語言與西門子PLC的通信實操

回復'blazor'，領取blazor從入門到實戰

回復'TypeScript'，領取前端熱門TypeScript系統教程

回復'vue'，領取vue前端從入門到精通

回復'23P'，領取C#實現23種常見設計模式

回復'MongoDB'，領取MongoDB實戰

回復'Trans'，領取分佈式事務

回復'Lock'，領取分佈式鎖實踐

回復'Docker'，領取微服務 Docker綜合實戰

回復'K8s'，領取K8s部署微服務

回復'加群'，進.NET技術社區交流群

用上 Parallel 讓你的 .NET 應用效率飆升

寫在最後