Parallel.ForEach 中的迭代器在多个线程上运行

Question

我有一些在Parallel.ForEach 循环中运行的代码。循环中的代码是线程安全的，但我使用的迭代器（带有yield return 的自定义方法）不是。似乎迭代器正在多个线程上运行，这可能会导致问题。

问题的背景

迭代器包含对 NHibernate 的调用（尽管稍后您将看到这完全是偶然的），并且由于我在并行化代码时遇到问题，我在 NHibernate Profiler 中查看了是否可以对这种情况有所了解。通过它开始报告“在多个线程中使用单个会话可能是一个错误”。

现在，根据 NHibernate Profiler 的说法，有问题的代码位于迭代器内部（因此它并没有试图在 Parallel.ForEach 操作中的其他地方实现某些东西）。所以我添加了一些我自己的代码，这样我就可以检测到 NHibernate Profiler 是什么，我看到了同样的东西。

迭代器方法是从多个线程调用的——我认为这是不可能的，正如其他人似乎也认为的那样，例如这个其他的答案：https://stackoverflow.com/a/26553810/8152

问题的简化演示

为了演示这个问题（不需要我所有无关的 gubbins 处理 NHibernate 等），我编写了一个简单的控制台应用程序来显示相同​​的问题：

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Parallel.ForEach(YieldedNumbers(), (n) => { Thread.Sleep(n); });
        Console.WriteLine("Done!");
        Console.ReadLine();
    }

    public static IEnumerable<int> YieldedNumbers()
    {
        Random rnd = new Random();
        int lastKnownThread = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
        int detectedSwitches = 0;
        for (int i = 0; i < 1000; i++)
        {
            int currentThread = Thread.CurrentThread.ManagedThreadId;
            if (lastKnownThread != currentThread)
            {
                detectedSwitches++;
                Console.WriteLine(
                    $"{detectedSwitches}: Last known thread ({lastKnownThread}) is not the same as the current thread ({currentThread}).");
                lastKnownThread = currentThread;
            }
            yield return rnd.Next(100,250);
        }
    }
}

在我的测试运行中，线程在 1000 次迭代中在 157 和 174 次之间切换。 Sleep 模拟我的操作所花费的时间。

总结

如果.NET 中实现的迭代器模式本质上不是线程安全的，为什么Parallel.ForEach 会这样做？和;什么是能够以安全的方式（在一个线程上）获取迭代器当前公开的数据，但在多个线程上处理它的好解决方案？ （例如，有没有办法强制迭代器回到一个线程上？或者迭代器也必须是线程安全的，以及每次迭代调用的操作？或者完全是其他解决方案？）

版本历史

• 更新了摘要，希望能避免或减少我原来问题的 XY 问题。

Answer 1

有没有办法强制迭代器回到一个线程上？

不，您必须明确处理多个线程调用迭代器的情况。在幕后，如果多个线程正在调用IEnumerator.MoveNext()，迭代器将继续前进，就像它被告知的那样。这里没有发生隐式同步。

@JonSkeet blogged a while back 关于使用锁定进行迭代。虽然我必须说这对我来说看起来像是 XY 问题，但您是否应该从多个线程并行调用 NHibernate？它是上下文线程安全的吗？这些是您在使用线程安全迭代器之前应该考虑的问题。