数据与任务的并行---Parallel类
Parallel类是对线程的抽象，提供数据与任务的并行性。类定义了静态方法For和ForEach，使用多个任务来完成多个作业。Parallel.For和Parallel.ForEach方法在每次迭代的时候调用相同的代码，而Parallel.Invoke()方法允许同时调用不同的方法。Parallel.ForEach()方法用于数据的并行性，Parallel.Invoke()方法用于任务的并行性。
1、For()方法
For()方法用于多次执行一个任务，可以并行运行迭代，但迭代的顺序并没指定。For()方法前两个参数为定义循环的开始和结束，第三个参数为Action<int>委托。方法的返回值是ParallelLoopResult结构，它提供了是否结束的信息。如以下循环方法，不能保证输出顺序：
static void ParallelFor() { ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 10, async i => { Console.WriteLine("{0}, task: {1}, thread: {2}", i, Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); await Task.Delay(10);//异步方法，用于释放线程供其他任务使用。完成后，可能看不到方法的输出，因为主(前台线)程结束，所有的后台线程也将结束 Console.WriteLine("{0}, task: {1}, thread: {2}", i, Task.CurrentId, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }); Console.WriteLine("Is completed: {0}", result.IsCompleted); }
异步功能虽然方便，但是知道后台发生了什么仍然重要，必须留意。
提前停止For()方法
可以根据条件提前停止For()方法，而不必完成全部的迭代。，传入参数ParallelLoopState的对象，调用Break()方法或者Stop()方法。如调用Break()方法，当迭代值大于15的时候中断，但其他任务可以同时运行，有其他值的任务也可以运行。利用LowestBreakIteration属性可以忽略其他任务的结果：
static void ParallelFor() { ParallelLoopResult result = Parallel.For(10, 40, (int i, ParallelLoopState pls) => { Console.WriteLine("i: {0} task {1}", i, Task.CurrentId); Thread.Sleep(10); if (i > 15) pls.Break(); }); Console.WriteLine("Is completed: {0}", result.IsCompleted); if (!result.IsCompleted) Console.WriteLine("lowest break iteration: {0}", result.LowestBreakIteration); }
For()方法可以使用几个线程执行循环。如果要对每个线程进行初始化，就需要使用到For<TLocal>(int, int, Func<TLocal>, Func<int, ParallelLoopState, TLocal, TLocal> , Action<TLocal>)方法。
- 前两个参数是对应的循环起始和终止条件；
- 第二个参数类型是Func<TLocal>，返回一个值，传递给第三个参数。
- 第三个参数类型是Func<int, ParallelLoopState, TLocal, TLocal>，是循环体的委托，其内部的第一个参数是循环迭代，内部第二个参数允许停止迭代，内部第三个参数用于接收For()方法的前一个参数的返回值。循环体应当返回与For()循环泛型类型一致的值。
- 第四个参数是指定的一个委托，用于执行相关后续操作。
static void ParallelFor() { Parallel.For<string>(0, 20, () => { // invoked once for each thread Console.WriteLine("init thread {0}, task {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Task.CurrentId); return String.Format("t{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); }, (i, pls, str1) => { // invoked for each member Console.WriteLine("body i {0} str1 {1} thread {2} task {3}", i, str1, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, Task.CurrentId); Thread.Sleep(10); return String.Format("i {0}", i); }, (str1) => { // final action on each thread Console.WriteLine("finally {0}", str1); }); }
2、使用ForEach()方法循环
ForEach()方法遍历实现了IEnumerable的集合，其方式类似于foreach语句，但是以异步方式遍历，没有确定的顺序。如果要中断循环，同样可以采用ParallelLoopState参数。ForEach<TSource>有许多泛型的重载方法。
static void ParallelForeach() { string[] data = { "zero", "one", "two", "three", "four", "five", "six", "seven", "eight", "nine", "ten", "eleven", "twelve" }; ParallelLoopResult result = Parallel.ForEach<string>(data, s => { Console.WriteLine(s); }); Parallel.ForEach<string>(data, (s, pls, l) => { Console.WriteLine("{0} {1}", s, l); }); }
3、调用多个方法
如果有多个任务并行，可以使用Parallel.Invoke()方法，它提供任务的并行性模式：
static void ParallelInvoke() { Parallel.Invoke(Foo, Bar); } static void Foo() { Console.WriteLine("foo"); } static void Bar() { Console.WriteLine("bar"); }
4、For()方法的取消
在For()方法的重载方法中，可以传递一个ParallelOptions类型的参数，利用此参数可以传递一个CancellationToken参数。使用CancellationTokenSource对象用于注册CancellationToken，并允许调用Cancel方法用于取消操作。
一旦取消操作，For()方法就抛出一个OperationCanceledException类型的异常，使用CancellationToken可以注册取消操作时的信息。调用Register方法，传递一个在取消操作时调用的委托。通过取消操作，可以将其他的迭代操作在启动之前取消，但已经启动的迭代操作允许完成。取消操作是以协作方式进行的，以避免在取消迭代操作的中间泄露资源。
static void CancelParallelLoop() { var cts = new CancellationTokenSource(); cts.Token.ThrowIfCancellationRequested(); cts.Token.Register(() => Console.WriteLine("** token cancelled")); // 在500ms后取消标记 cts.CancelAfter(500); try { ParallelLoopResult result = Parallel.For(0, 100, new ParallelOptions() { CancellationToken = cts.Token }, x => { Console.WriteLine("loop {0} started", x); int sum = 0; for (int i = 0; i < 100; i++) { Thread.Sleep(2); sum += i; } Console.WriteLine("loop {0} finished", x); }); } catch (OperationCanceledException ex) { Console.WriteLine(ex.Message); } }