list - 并行For循环-添加到列表时出现问题

Question

我遇到一些涉及Parallel for循环并添加到列表的问题。问题是，相同的代码可能在不同的时间生成不同的输出。我在下面设置了一些测试代码。在此代码中，我创建了一个10,000个int值的列表。值的1/10将为0，值的1/10将为1，一直到值的1/10为止为9。

设置完此列表后，我设置了一个用于循环访问列表的Parallel for循环。如果当前数字为0，则向新列表中添加一个值。在Parallel for循环完成后，我输出列表的大小。大小应始终为1,000。大多数时候，给出正确的答案。但是，我已经看到3种可能出现的不正确结果:

列表的大小小于1,000

发生IndexOutOfRangeException @ doubleList.Add(0.0);

发生ArgumentException @ doubleList.Add(0.0);

给定的ArgumentException消息为: Destination array was not long enough. Check destIndex and length, and the array's lower bounds.
是什么导致错误？这是.Net错误吗？我有什么办法可以防止这种情况的发生？

请自己尝试代码。如果没有出现错误，请尝试几次。另请注意，使用单核计算机可能不会看到任何错误。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading.Tasks;

namespace ParallelTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> intList = new List<int>();
            List<double> doubleList = new List<double>();

            for (int i = 0; i < 250; i++)
            {
                intList.Clear();
                doubleList.Clear();

                for (int j = 0; j < 10000; j++)
                {
                    intList.Add(j % 10);
                }

                Parallel.For(0, intList.Count, j =>
                {
                    if (intList[j] == 0)
                    {
                        doubleList.Add(0.0);
                    }
                });

                if (doubleList.Count != 1000)
                {
                    Console.WriteLine("On iteration " + i + ": List size = " + doubleList.Count);
                }
            }

            Console.WriteLine("\nPress any key to exit.");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Answer 1

我希望System.Collections.Generic.List不是线程安全的，这意味着如果您尝试同时从两个不同的线程中Add，事情将会出错。是的，它在docs中是这样说的。

您可以通过多种方式阻止这种情况的发生:

使用允许线程安全添加的集合类型(.Net 4.0中有一些new ones)

在添加之前先锁定

对集合使用线程本地存储，并在末尾合并它们

...

这些是数据并行代码遇到的非常典型的问题。