并行化时要注意的线程安全与任务安全

在串行编程时，操作都是按顺序执行的，比如数字从1到100000递增，就必然的是1、2、3、4……100000。代码如下

for (int i = 1; i <= 100000; i++)
            {
                Console.WriteLine(i);   
            }

然而，在并行化编程时，因为是并行运行的，所以执行顺序会与系统和硬件有关，这样一来，执行顺序就变的不可预知，比如。

Parallel.For(1,100001,(i)=>Console.WriteLine(i));

很明显，最大的数100000在前面就已经输出了，如果执行多次，会看到这个结果不是固定的。

因为执行顺序的不确定性，所以当我们在多个线程或者多个任务中去同时操作一个变量时，就可能引发问题。比如

  int testValue = 0;
            Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    testValue++;
                    Console.WriteLine("Add:" + testValue);
                }

            });
            Task.Factory.StartNew(() =>
            {
                for (int i = 0; i < 100; i++)
                {
                    testValue--;
                    Console.WriteLine("subtract:" + testValue);
                }
            });
            Console.ReadLine();

在两个task中执行增加和减少操作，结果变的不可测。而如果我们在线程或者任务中去依赖于这样的变量作判断条件时，后果就会变的相当严重。这里，testValue变量是一种非线程安全/非任务安全的，如果要对其实现递增和递减就得采用原子操作，即Interlocked.Increment和Interlocked.Decrement。

既然有非线程安全/非任务安全，自然就有对应的线程安全/任务安全，这包含在System.Collections.Concurrent的命名空间中。ConcurrentQueue、ConcurrentStack、ConcurrentBag、ConcurrentDictionary，这些对应了Queue、Stack、Array/List、Dictionary。

比如我们需要在A线程添加对象，又需要在B线程中移除对象时，可能道先想到的是List，但List在多线程操作会出问题，因为并行运行会导致并发，结果有可能在同一时间内对List进行操作。这时就要考虑使用线程安全/任务安全的类型来替代。

总的来说，在多线程或者多任务的并行化操作时，要优先考虑线程安全/任务安全的数据类型，如果一定要用非线程安全的数据时，就得增加同步控制（比如原子操作Interlocked、锁lock、信号量SemaphoreSlim/Semaphore、倒计事件CountdownEvent、共享事件ManualResetEventSlim/ManualResetEvent、自旋锁SpinLock等）。