C# Parallel类多线程编程实战：顺序与并行对比

小鹿同学

发布时间：2026-10-13| 4人浏览过

原创

本文通过C#代码实例讲解如何利用 System.Threading.Tasks.Parallel 类实现多线程并行处理，包含顺序执行与并行调用的对比测试。

Parallel类基础应用

C#中的 System.Threading.Tasks.Parallel 类提供了简化并行编程的API。在实际开发中，Parallel.Invoke 是最常用的方法之一，它可以接收多个 Action 委托并并行执行。

第1步：准备并发环境参数

为了观察多线程的执行状态，需要获取当前线程的ID以及所在的处理器的编号。以下代码展示了如何声明必要的静态变量和P/Invoke入口：

using System;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace Threads
{
  class Program
  {
    // 导入内核函数以获取当前处理器编号
    [DllImport("kernel32.dll", CharSet = CharSet.Auto, SetLastError = true)]
    public static extern int GetCurrentProcessorNumber();
    
    private static int criticalSection = 0;
    private static object lockObject = new object();
    // ... Main 方法见下方代码块
  }
}

第2步：编写顺序执行逻辑

首先，定义一个模拟耗时操作的 Target 方法。该方法内部使用 lock 关键字保护临界区，确保对共享变量 criticalSection 的访问是安全的。

    private static void Target()
    {
      Thread.Sleep(2000); // 模拟2秒耗时操作
      lock (lockObject)
      {
        criticalSection++;
        Console.WriteLine(string.Format(
          "Thread ID: {0} and Processor ID: {1} Critical Variable Value: {2}", 
          Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, 
          GetCurrentProcessorNumber(), 
          criticalSection));
      }
    }

第3步：实现与对比两种调用方式

在 Main 方法中，分别进行8次顺序调用和8次并行调用，观察控制台的输出差异。顺序调用是阻塞式的，而并行调用会尝试利用多核CPU同时执行。

    static void Main(string[] args)
    {
      // 1. 顺序执行测试
      Console.WriteLine("==================Sequential calls==============");
      for(int i=0; i<8; i++) Target();
      
      // 2. 并行执行测试
      Console.WriteLine("\n==================Parallel calls==============");
      Action action = new Action(Target);
      Parallel.Invoke(new Action[] {
          action, action, action, action, 
          action, action, action, action 
      });
      
      Console.ReadKey();
    }

运行上述代码可以发现：
- 在 Sequential 模式下，总耗时约为 2000ms × 8 = 16000ms（约16秒），且所有线程可能在同一处理器上切换。
- 在 Parallel 模式下，任务被分配到可用的核心上并行执行，总耗时接近 2000ms + 少量调度开销，但输出的 Critical Variable Value 顺序可能不固定，因为多线程竞争锁的顺序是非确定的。