如何：撰寫簡單的 Parallel.ForEach 迴圈

本文示範如何使用 Parallel.ForEach 迴圈來透過 System.Collections.IEnumerable 或 System.Collections.Generic.IEnumerable<T> 資料來源啟用資料平行處理原則。

範例

此範例針對 CPU 密集作業示範 Parallel.ForEach。 當您執行此範例時，其會隨機產生 200 萬個數字，並嘗試篩選為質數。 第一個案例會透過 for 迴圈逐一查看集合。 第二個案例會透過 Parallel.ForEach 逐一查看集合。 每個反覆運算花費的產生時間都會在應用程式完成時顯示。

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Threading.Tasks;

namespace ParallelExample
{
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            // 2 million
            var limit = 2_000_000;
            var numbers = Enumerable.Range(0, limit).ToList();

            var watch = Stopwatch.StartNew();
            var primeNumbersFromForeach = GetPrimeList(numbers);
            watch.Stop();

            var watchForParallel = Stopwatch.StartNew();
            var primeNumbersFromParallelForeach = GetPrimeListWithParallel(numbers);
            watchForParallel.Stop();

            Console.WriteLine($"Classical foreach loop | Total prime numbers : {primeNumbersFromForeach.Count} | Time Taken : {watch.ElapsedMilliseconds} ms.");
            Console.WriteLine($"Parallel.ForEach loop  | Total prime numbers : {primeNumbersFromParallelForeach.Count} | Time Taken : {watchForParallel.ElapsedMilliseconds} ms.");

            Console.WriteLine("Press any key to exit.");
            Console.ReadLine();
        }

        /// <summary>
        /// GetPrimeList returns Prime numbers by using sequential ForEach
        /// </summary>
        /// <param name="inputs"></param>
        /// <returns></returns>
        private static IList<int> GetPrimeList(IList<int> numbers) => numbers.Where(IsPrime).ToList();

        /// <summary>
        /// GetPrimeListWithParallel returns Prime numbers by using Parallel.ForEach
        /// </summary>
        /// <param name="numbers"></param>
        /// <returns></returns>
        private static IList<int> GetPrimeListWithParallel(IList<int> numbers)
        {
            var primeNumbers = new ConcurrentBag<int>();

            Parallel.ForEach(numbers, number =>
            {
                if (IsPrime(number))
                {
                    primeNumbers.Add(number);
                }
            });

            return primeNumbers.ToList();
        }

        /// <summary>
        /// IsPrime returns true if number is Prime, else false.(https://en.wikipedia.org/wiki/Prime_number)
        /// </summary>
        /// <param name="number"></param>
        /// <returns></returns>
        private static bool IsPrime(int number)
        {
            if (number < 2)
            {
                return false;
            }

            for (var divisor = 2; divisor <= Math.Sqrt(number); divisor++)
            {
                if (number % divisor == 0)
                {
                    return false;
                }
            }
            return true;
        }
    }
}

Imports System.Collections.Concurrent

Namespace ParallelExample
    Class Program
        Shared Sub Main()
            ' 2 million
            Dim limit = 2_000_000
            Dim numbers = Enumerable.Range(0, limit).ToList()

            Dim watch = Stopwatch.StartNew()
            Dim primeNumbersFromForeach = GetPrimeList(numbers)
            watch.Stop()

            Dim watchForParallel = Stopwatch.StartNew()
            Dim primeNumbersFromParallelForeach = GetPrimeListWithParallel(numbers)
            watchForParallel.Stop()

            Console.WriteLine($"Classical foreach loop | Total prime numbers : {primeNumbersFromForeach.Count} | Time Taken : {watch.ElapsedMilliseconds} ms.")
            Console.WriteLine($"Parallel.ForEach loop  | Total prime numbers : {primeNumbersFromParallelForeach.Count} | Time Taken : {watchForParallel.ElapsedMilliseconds} ms.")

            Console.WriteLine("Press any key to exit.")
            Console.ReadLine()
        End Sub

        ' GetPrimeList returns Prime numbers by using sequential ForEach
        Private Shared Function GetPrimeList(numbers As IList(Of Integer)) As IList(Of Integer)
            Return numbers.Where(AddressOf IsPrime).ToList()
        End Function

        ' GetPrimeListWithParallel returns Prime numbers by using Parallel.ForEach
        Private Shared Function GetPrimeListWithParallel(numbers As IList(Of Integer)) As IList(Of Integer)
            Dim primeNumbers = New ConcurrentBag(Of Integer)()
            Parallel.ForEach(numbers, Sub(number)

                                          If IsPrime(number) Then
                                              primeNumbers.Add(number)
                                          End If
                                      End Sub)
            Return primeNumbers.ToList()
        End Function

        ' IsPrime returns true if number is Prime, else false.(https://en.wikipedia.org/wiki/Prime_number)
        Private Shared Function IsPrime(number As Integer) As Boolean
            If number < 2 Then
                Return False
            End If

            For divisor = 2 To Math.Sqrt(number)

                If number Mod divisor = 0 Then
                    Return False
                End If
            Next

            Return True
        End Function
    End Class
End Namespace

Parallel.ForEach 迴圈的運作方式類似 Parallel.For 迴圈。 迴圈會根據系統環境分割來源集合，及對多個執行緒上的作業進行排程。 系統上的處理器愈多，平行方法的執行速度愈快。 對於某些來源集合，循序迴圈的執行速度可能更快，這取決於來源的大小和迴圈執行的作業種類。 如需效能的詳細資訊，請參閱資料和工作平行處理原則中可能出現的錯誤。

如需平行迴圈的詳細資訊，請參閱如何：撰寫簡單的 Parallel.For 迴圈。

若要將 Parallel.ForEach 迴圈用於非泛型集合，可使用 Enumerable.Cast 擴充方法將集合轉換成泛型集合，如下列範例所示：

Parallel.ForEach(nonGenericCollection.Cast<object>(),
    currentElement =>
    {
    });

Parallel.ForEach(nonGenericCollection.Cast(Of Object), _
                 Sub(currentElement)
                     ' ... work with currentElement
                 End Sub)

您也可以使用平行 LINQ (PLINQ)，來平行處理 IEnumerable<T> 資料來源。 PLINQ 可讓您使用宣告式查詢語法來表示迴圈行為。 如需詳細資訊，請參閱 Parallel LINQ (PLINQ)。

編譯並執行程式碼

您可將程式碼編譯為 .NET Framework 的主控台應用程式，或 .NET Core 的主控台應用程式。

在 Visual Studio 中，有 Windows Desktop 及 .NET Core 的 Visual Basic 及 C# 主控台應用程式範本。

從命令列中，您可使用 .NET CLI 命令 (例如 dotnet new console 或 dotnet new console -lang vb)，或者建立檔案，然後使用 .NET Framework 應用程式的命令列編譯器。

若要從命令列執行 .NET Core 主控台應用程式，請從包含您應用程式的資料夾中使用 dotnet run。

若要從 Visual Studio 執行您的主控台應用程式，請按 F5。

另請參閱

• 資料平行處理原則
• 平行程式設計
• 平行 LINQ (PLINQ)