parallel.foreach有效，但是为什么呢？

Question

谁能解释，为什么该程序返回sqrt_min的正确值？

int n = 1000000;

double[] myArr = new double[n];
for(int i = n-1 ; i>= 0; i--){ myArr[i] = (double)i;}

// sqrt_min contains minimal sqrt-value
double sqrt_min = double.MaxValue;

Parallel.ForEach(myArr, num =>
{
double sqrt = Math.Sqrt(num); // some time consuming calculation that should be parallized
if(sqrt < sqrt_min){ sqrt_min = sqrt;}
});
Console.WriteLine("minimum: "+sqrt_min);

Answer 1

运气很好。 有时，当您运行它时，您很幸运 ，对double的非原子读取和写入不会导致“ torn”值。 有时，您很幸运 ，当比赛发生时，非原子测试和设置恰好设置了正确的值。 不能保证该程序会产生任何特定的结果。

Answer 2

您的代码不安全； 它只是偶然地起作用。

如果两个线程同时运行if ，则最小值之一将被覆盖：

• sqrt_min = 6
• 线程A： sqrt = 5
• 线程B： sqrt = 4
• 线程A进入if
• 线程B进入if
• 线程B分配sqrt_min = 4
• 线程A分配sqrt_min = 5

在32位系统上，您还容易受到读/写撕裂的攻击。

可以在循环中使用Interlocked.CompareExchange使其安全。

Answer 3

至于为什么您的原始代码被破坏，请检查其他答案，我不再赘述。

当没有对共享状态的写访问权时，多线程是最容易的。 幸运的是，您的代码可以用这种方式编写。 在这种情况下，并行linq可能会很好，但是有时开销太大。

您可以将代码重写为：

double sqrt_min = myArr.AsParallel().Select(x=>Math.Sqrt(x)).Min();

在您的特定问题中，交换Min和Sqrt操作更快，这是可能的，因为Sqrt单调增加。

double sqrt_min = Math.Sqrt(myArr.AsParallel().Min())

Answer 4

您的代码并没有真正起作用：我在一个循环中运行了100,000次，并且在我的8核计算机上一次失败，产生了以下输出：

minimum: 1

我缩短了运行时间，以使错误显示更快。

这是我的修改：

static void Run() {
    int n = 10;

    double[] myArr = new double[n];
    for (int i = n - 1; i >= 0; i--) { myArr[i] = (double)i*i; }

    // sqrt_min contains minimal sqrt-value
    double sqrt_min = double.MaxValue;

    Parallel.ForEach(myArr, num => {
        double sqrt = Math.Sqrt(num); // some time consuming calculation that should be parallized
        if (sqrt < sqrt_min) { sqrt_min = sqrt; }
    });
    if (sqrt_min > 0) {
        Console.WriteLine("minimum: " + sqrt_min);
    }
}


static void Main() {
    for (int i = 0; i != 100000; i++ ) {
        Run();
    }
}

考虑到共享变量读写之间缺乏同步，这不是巧合。

Answer 5

正如其他人所说，这仅基于运气。 不过，OP和其他张贴者在创建比赛条件时都遇到了麻烦。 这很容易解释。 该代码生成了很多竞争条件，但是其中绝大多数（精确到99.9999％）都是无关紧要的。 最重要的是，最终结果应为0。 如果您的代码认为根5大于根6，或者根234大于根235，它仍然不会中断。 特别需要有一个竞争条件，该迭代会生成0。其中一个迭代具有另一个竞争条件的可能性非常非常高。 处理最后一项的迭代具有竞争条件的几率确实非常低。