C 多线程 Parallel.ForEach 和 ForEach 效率问题研究及理解

最近要做一个大数据dataTable循环操作，开始发现运用foreach，进行大数据循环，并做了一些逻辑处理。在循环中耗费的时间过长。后来换成使用Parallel.ForEach来进行循环。一开始认为，数据比较大时，Parallel.ForEach肯定比 ForEach效率高，后来发现，其实并不是这样。

我用了1000万次循环测试：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Diagnostics;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;



namespace ConsoleApplication1

{

    class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

         

            Stopwatch Watch1 = new Stopwatch();

            Watch1.Start();

            List source = new List();

            for (int i = 0; i < 10000000; i++)

            {

                source.Add(new entityA

                {

                    name = "悟空" + i,

                    sex = i % 2 == 0 ? "男" : "女",

                    age = i

                });

            }

            Watch1.Stop();



            Console.WriteLine("list循环插入耗时：" + Watch1.ElapsedMilliseconds);

            Stopwatch Watch2 = new Stopwatch();

            Watch2.Start();

            loop1(source);

            Watch2.Stop();

            Console.WriteLine("一般for循环耗时：" + Watch2.ElapsedMilliseconds);



            Stopwatch Watch3 = new Stopwatch();

            Watch3.Start();

            loop2(source);

            Watch3.Stop();

            Console.WriteLine("一般foreach循环耗时：" + Watch3.ElapsedMilliseconds);





            Stopwatch Watch4 = new Stopwatch();

            Watch4.Start();

            loop3(source);

            Watch4.Stop();

            Console.WriteLine("并行for循环耗时：" + Watch4.ElapsedMilliseconds);



            Stopwatch Watch5 = new Stopwatch();

            Watch5.Start();

            loop4(source);

            Watch5.Stop();

            Console.WriteLine("并行foreach循环耗时：" + Watch5.ElapsedMilliseconds);

            Console.ReadLine();

        }

        //普通的for循环

        static void loop1(List source)

        {

            int count = source.Count();

            for (int i = 0; i < count; i++)

            {

                source[0].age= + 10;

                //System.Threading.Thread.Sleep(10);

            }

        }



        //普通的foreach循环

        static void loop2(List source)

        {

            foreach (entityA item in source)

            {

                item.age =+ 10;

                //System.Threading.Thread.Sleep(10);

            }

        }



        //并行的for循环

        static void loop3(List source)

        {

            int count = source.Count();

            Parallel.For(0, count, item =>

            {

                //source[count].age= source[count].age + 10;

                //System.Threading.Thread.Sleep(10);

            });

        }



        //并行的foreach循环

        static void loop4(List source)

        {

            Parallel.ForEach(source, item =>

            {

                item.age = item.age + 10;

                //System.Threading.Thread.Sleep(10);

            });

        }

    }





    //简单的实体

    class entityA

    {

        public string name { set; get; }

        public string sex { set; get; }

        public int age { set; get; }

    }

}

运行结果：

结果居然是并行比一般的循环还耗时，但这是为什么呢？

这是因为循环体内执行的任务开销太小，仅仅是age+10 而已。微软的文章已经指出任务的开销大小对并行任务的影响。如果任务很小，那么由于并行管理的附加开销（任务分配，调度，同步等成本），可能并行执行并不是优化方案。这也是上述程序Foreach与For效率高出的原因。

基于这一点，我们对程序进行调整，循环1000次，每次里面线程sleep(10),这样我们试试。

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Diagnostics;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;



namespace ConsoleApplication1

{

    class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

         

            Stopwatch Watch1 = new Stopwatch();

            Watch1.Start();

            List source = new List();

            for (int i = 0; i < 1000; i++)

            {

                source.Add(new entityA

                {

                    name = "悟空" + i,

                    sex = i % 2 == 0 ? "男" : "女",

                    age = i

                });

            }

            Watch1.Stop();



            Console.WriteLine("list循环插入耗时：" + Watch1.ElapsedMilliseconds);

            Stopwatch Watch2 = new Stopwatch();

            Watch2.Start();

            loop1(source);

            Watch2.Stop();

            Console.WriteLine("一般for循环耗时：" + Watch2.ElapsedMilliseconds);



            Stopwatch Watch3 = new Stopwatch();

            Watch3.Start();

            loop2(source);

            Watch3.Stop();

            Console.WriteLine("一般foreach循环耗时：" + Watch3.ElapsedMilliseconds);





            Stopwatch Watch4 = new Stopwatch();

            Watch4.Start();

            loop3(source);

            Watch4.Stop();

            Console.WriteLine("并行for循环耗时：" + Watch4.ElapsedMilliseconds);



            Stopwatch Watch5 = new Stopwatch();

            Watch5.Start();

            loop4(source);

            Watch5.Stop();

            Console.WriteLine("并行foreach循环耗时：" + Watch5.ElapsedMilliseconds);

            Console.ReadLine();

        }

        //普通的for循环

        static void loop1(List source)

        {

            int count = source.Count();

            for (int i = 0; i < count; i++)

            {

                source[0].age= + 10;

                System.Threading.Thread.Sleep(10);

            }

        }



        //普通的foreach循环

        static void loop2(List source)

        {

            foreach (entityA item in source)

            {

                item.age =+ 10;

                System.Threading.Thread.Sleep(10);

            }

        }



        //并行的for循环

        static void loop3(List source)

        {

            int count = source.Count();

            Parallel.For(0, count, item =>

            {

                //source[count].age= source[count].age + 10;

                System.Threading.Thread.Sleep(10);

            });

        }



        //并行的foreach循环

        static void loop4(List source)

        {

            Parallel.ForEach(source, item =>

            {

                item.age = item.age + 10;

                System.Threading.Thread.Sleep(10);

            });

        }

    }





    //简单的实体

    class entityA

    {

        public string name { set; get; }

        public string sex { set; get; }

        public int age { set; get; }

    }

}

执行结果：

效率一目了然。

这样的结果认证了我们上面的结论。当我们在循环中执行时间过长时，我们需要采用并行循环，效率较高。当时间过短，我们需要用foreach和for.

C 多线程 Parallel.ForEach 和 ForEach 效率问题研究及理解

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