簡單的素數程序-線程C＃的奇怪問題

Question

這是我的代碼：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace FirePrime
{
    class Program
    {
        static bool[] ThreadsFinished;
        static bool[] nums;

        static bool AllThreadsFinished()
        {
            bool allThreadsFinished = false;
            foreach (var threadFinished in ThreadsFinished)
            {
                allThreadsFinished &= threadFinished;
            }
            return allThreadsFinished;
        }

        static bool isPrime(int n)
        {
            if (n < 2) { return false; }
            if (n == 2) { return true; }
            if (n % 2 == 0) { return false; }
            int d = 3;
            while (d * d <= n)
            {
                if (n % d == 0) { return false; }
                d += 2;
            }
            return true;
        }

        static void MarkPrimes(int startNumber,int stopNumber,int ThreadNr)
        {
            for (int j = startNumber; j < stopNumber; j++)
                nums[j] = isPrime(j);
            lock (typeof(Program))
            {
                ThreadsFinished[ThreadNr] = true;
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            int nrNums = 100;
            int nrThreads = 10;
            //var threadStartNums = new List<int>();

            ThreadsFinished = new bool[nrThreads];

            nums = new bool[nrNums];
            //var nums = new List<bool>();
            nums[0] = false;
            nums[1] = false;
            for(int i=2;i<nrNums;i++)
                nums[i] = true;

            int interval = (int)(nrNums / nrThreads);
            //threadStartNums.Add(2);
            //int aux = firstStartNum;
            //int i = 2;
            //while (aux < interval)
            //{
            //    aux = interval*i;
            //    i=i+1;
            //    threadStartNums.Add(aux);
            //}

            int startNum = 0;

            for (int i = 0; i < nrThreads; i++)
            {

                var _thread = new System.Threading.Thread(() => MarkPrimes(startNum, Math.Min(startNum + interval, nrNums), i));
                startNum = startNum + interval;
                //set the thread to run in the background
                _thread.IsBackground = true;
                //start our thread
                _thread.Start();
            }

            while (!AllThreadsFinished())
            {
                Thread.Sleep(1);
            }

            for (int i = 0; i < nrNums; i++)
                if(nums[i])
                    Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

這應該是一個非常簡單的程序，應該使用並行工作的nrThreads線程查找並輸出第一個nrNums質數。

因此，我只是將nrNums拆分為相等的nrThreads塊（嗯，最后一個將不相等；如果nrThreads不被nrNums ，那么它當然也將包含其余部分）。

我啟動nrThreads線程。

他們都在各自的塊中測試每個數字，看是否為質數。 它們將所有內容標記在布爾數組中，從而使所有素數保持一致。

完成后，所有線程都將另一個布爾數組ThreadsFinished的特定元素變為true。

現在，奇怪的部分開始了：

線程永遠不會結束。 如果調試，我發現ThreadNr不是我在循環中為其分配的值，而是另一個值。 我猜這是正常的，因為線程是在之后執行的，此時計數器（變量i）已經增加，但是我不明白如何使代碼正確。

有人可以幫忙嗎？

先感謝您。

PS：我知道算法不是很有效； 我的目標是使用帶有x給定螺紋的Eratosthenes篩子的解決方案。 但是到目前為止，我什至無法使它工作，而且我還沒有找到任何能以我能理解的語言實現該算法的示例。

Answer 1

線程運行時，該線程接收的值是一個startNum 。 要解決該問題，請將值復制到局部變量中：

for (int i = 0; i < nrThreads; i++)
{
 var localStartNum = startNum; // save value in local variable
                                  // and use in the thread start
    var localIndex = i;

 var _thread = new System.Threading.Thread(() => 
                      MarkPrimes(localStartNum,
                                 Math.Min(localStartNum + interval, nrNums),
                                 localIndex));
 startNum = startNum + interval;
 _thread.IsBackground = true;
 _thread.Start();
}

代碼中的另一個錯誤正在等待所有線程：

static bool AllThreadsFinished()
{
    bool allThreadsFinished = true; // Initialize to true instead of false
                                    // Otherwise, all ANDs will result false
    foreach (var threadFinished in ThreadsFinished)
    {
        allThreadsFinished = threadFinished;
    }

    return allThreadsFinished;
}

一個可以幫助同步線程的技巧：您可以將所有線程保存在列表中，然后從主線程加入它們。

var threads = new List<Thread>();

for (int i = 0; i < nrThreads; i++)
{
 var localStartNum = startNum; // save value in local variable
                                  // and use in the thread start
 var _thread = new System.Threading.Thread(() => 
                      MarkPrimes(localStartNum,
                                 Math.Min(localStartNum + interval, nrNums), i));
 startNum = startNum + interval;
 _thread.IsBackground = true;
 _thread.Start();
    threads.Add(_thread);
}

foreach(var thread in threads)
{
    thread.Join();
}