并行函数在 C# 中返回不同的结果

Question

我的 Windows 窗体 C# 应用程序中有这些代码：

private void button7_Click(object sender, EventArgs e)
{
    ThreadStart starter = delegate { thread_func(2, 1000000); };
    thread1_thread = new Thread(starter);
    starter = delegate { thread_func(1000000, 2000000); };
    thread2_thread = new Thread(starter);
    starter = delegate { thread_func(2000000, 3000000); };
    thread3_thread = new Thread(starter);
    starter = delegate { thread_func(3000000, 4000000); };
    thread4_thread = new Thread(starter);

    thread1_thread.Start();
    thread2_thread.Start();
    thread3_thread.Start();
    thread4_thread.Start();

}

void thread_func(decimal input1,decimal input2)
{
    for (; input1 < input2; input1++)
    {
        threadNumbers_list.Add(input1);
        if (input1 % 2 != 0)
        {
            if (isPrime_func(input1))
            {
                PrimeNumbers_decimal_list.Add(input1);
            }
        }
    }
}
public static Boolean isPrime_func(decimal number)
    {
        decimal boundary = (decimal)Math.Floor(Math.Sqrt((double)number));

        if (number == 1) return false;
        if (number == 2) return true;

        for (decimal i = 2; i <= boundary; ++i)
        {
            if (number % i == 0) return false;
        }

        return true;
    }

每次运行时单击该按钮都会得到不同的结果。我已经尝试了很多事情，但无法弄清楚为什么会发生这种情况。即使对于较低的范围，它也会发生。例如，仅在 100 个数字范围内，它总是给出相同的结果。 有时我的列表计数达到 283138，有时达到 283131 和其他接近的数字。

另一个奇怪的是，当我评论检查偶数时，操作比这种模式花费的时间更短。怎么了？

Answer 1

当多个线程访问一个列表时，该列表必须是线程安全的，否则您将遇到很多问题。

.NET 提供了一些thread-safe collections，例如ConcurrentQueue<T> 类。

旁注：请考虑使用Tasks 而不是线程。此外，.NET 框架supports data parallelism via the Parallel class。考虑改用此类。

关于不检查数字是否为偶数时的性能，我在本地进行了测试，得到了以下数字：

• 如果我不检查数字是否为偶数，大约需要 76 秒。
• 检查数字是否为偶数大约需要 66 秒。

所以这与您的测量结果不符。这可能是由您测量的方式引起的。我用Stopwatch 测量如下：

//...

Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

thread1_thread.Start();
thread2_thread.Start();
thread3_thread.Start();
thread4_thread.Start();

thread1_thread.Join();
thread2_thread.Join();
thread3_thread.Join();
thread4_thread.Join();

long result = sw.ElapsedMilliseconds;

//...

顺便说一句，您可以执行以下操作，这可能会为您节省一些执行时间：

为thread_func 方法内的每个线程创建一个普通的List<T> 实例，这样您就不会遇到多线程问题。然后在循环完成后，您可以从本地列表更新主列表。只有更新主列表必须是线程安全的。在这种情况下，我希望主列表是一个普通的List<T>，并且您使用lock 关键字来同步对它的访问，因为您只需要更新它 4 次（线程数）。