使用Parallel.ForEach和在foreach循环中使用Task的性能差异是什么？

Question

我想了解什么是最佳方案，或者是否有任何文件/文章可以帮助我确定在使用普通的for循环时，在Parallel.foreach和Task之间使用的差异，例如以下内容：

案例1 - Parallel.foreach：

Parallel.foreach
{
  // Do SOmething thread safe: parsing an xml and then save 
  // into a DB Server thry respoitory approach
}

第二种情况 - 在foreach循环内部的任务:

foreach
{
  Task t1 = Task.factory.startNew(()=>
  {
     //Do the same thing as case 1 that is thread safe
  }
}
Task.waitall()

• 我进行了自己的测试，结果显示case 1比case 2表现要好得多。比例大致如下： 顺序 vs case 1 vs case 2 = 5秒：1秒：4秒

虽然在case 1和case 2之间几乎是1:4的比例？所以这是否意味着，如果我们想在循环内并行运行，我们应该始终使用parallel.foreach或parallel.for？

- mting923

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小伙子，我对你的测试结果非常不信任……这些数字应该让你警觉起来。 - usr

@Will - 创建任务与创建线程非常不同。这就是TPL的存在理由。 - H H

@ Will，感谢您的建议，我认为我有相同的想法，但为什么结果显示不同？而且是4倍... - mting923

我不明白，您似乎在说对于情况1，4秒比情况2的1秒更好。 - svick

请原谅我的英语不太好，也不太熟悉在这里发布问题的经验。我的意思是，对于每个循环，情况1只需要1秒钟就能完成工作，而情况2则需要大约4秒钟才能完成。【编辑问题以消除混淆】 - mting923

可能是Parallel.ForEach vs Task.Factory.StartNew的重复问题。 - Mohammad

Answer 1

Parallel.ForEach() 的作用是创建少量的 Task 来处理循环迭代。虽然 Task 相对便宜，但并非免费，因此这通常可以提高性能。如果循环体执行速度很快，则改进可能会非常大。这可能是您观察到的行为的最有可能的解释。

- svick

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我不确定我理解最后两句话的意思。你所说的“循环体”实现是指什么？是在Parallel.ForEach中还是在ForEach循环内部的任务？ - mting923

@mting923 我的意思是循环的一次迭代，而不是整个“任务”。 - svick

Answer 2

首先，关于此主题的最佳文档是《CLR via C#》的第五部分。

http://www.amazon.com/CLR-via-C-Developer-Reference/dp/0735667454/ref=sr_1_1?ie=UTF8&qid=1376239791&sr=8-1&keywords=clr+via+c%23

其次，我期望Parallel.Foreach表现更好，因为它不仅会创建任务，还会对它们进行分组。在Jeffrey Richter的书中，他解释说单独启动的任务将被放置在线程池队列上。锁定实际线程池队列存在一些开销。为了解决这个问题，任务本身有自己的任务队列，用于存储它们创建的任务。由任务持有的子队列可以在不锁定的情况下执行一些工作！

我需要再次阅读该章节（第27章），所以我不确定Parallel.Foreach是否是这样工作的，但这是我期望它做到的。

他解释说，锁定是昂贵的，因为它需要访问内核级别结构。

无论哪种情况，都不要期望它们按顺序处理。由于前面提到的内部机制，使用Parallel.Foreach不太可能按顺序处理，而不是使用foreach关键字。

- Phillip Scott Givens

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我还没有开始阅读这本书，但我同意你关于parallel.each中“group”功能的观点。在我的parallel.each中，我期望一个块将是关键部分，但实际上当我以parallel.foreach方式实现它时，它并不是。在我完成阅读本章后，我会更多地发表评论。感谢您的推荐，这本书看起来非常有帮助，可以加强我的知识。 - mting923

我认为他在Parallel的上下文中并没有直接谈论Task队列机制，但它可能出现在那一章节或下一章节。 - Phillip Scott Givens

Answer 3

你正在运行多少个任务？如果你循环的次数足够多，仅仅创建一个新任务就可能需要大量时间。例如，以下代码在第一个块中运行15毫秒，在第二个块中运行超过1秒，而第二个块甚至没有运行任务。取消注释Start，时间将增加到近3秒。 WaitAll只会增加一点点时间。

static class Program
{
    static void Main()
    {
        const int max = 3000000;
        var range = Enumerable.Range(0, max).ToArray();
        {
            var sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            Parallel.ForEach(range, i => { });
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
        }
        {
            var tasks = new Task[max];
            var sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            foreach (var i in range)
            {
                tasks[i] = new Task(()=> { });
                //tasks[i].Start();
            }
            //Task.WaitAll(tasks);
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
        }
    }
}

- Dax Fohl

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感谢提供示例代码，我会在给出反馈之前先尝试一下。但我也想获取每个循环的平均时间以进行比较。 - mting923