在现代软件开发中，程序的执行效率一直是一个至关重要的问题。在单线程的环境下，为了追求更高的效率，我们通常会使用一些性能优化的技巧，比如代码重构、使用更高效的算法、调整运行时参数等。

然而，在当今计算机的多核心时代，我们有了一种重要的并发执行技术来更好地利用硬件资源和提高程序的执行效率：并行执行。在.NET平台中，我们可以使用Parallel类来轻松地实现并行执行，而其中最常见的方法就是Parallel.ForEach方法。

本文将介绍如何使用Parallel.ForEach方法来高效地利用并行执行，并进一步提高程序的执行效率。

1. Parallel.ForEach 简介

Parallel.ForEach方法是Parallel类提供的一个方便的API，它提供了一种简单的方式来处理集合或数组中的元素。它的使用方式有些类似于普通的for循环，只不过它会在多个线程中同时执行循环体中的代码，从而提高执行效率。

Parallel.ForEach方法有多个重载版本，它们之间的区别在于支持的数据类型略有不同。它们的基本格式如下所示：

Parallel.ForEach(source, options, body);

其中，source表示要处理的集合或数组，options表示ParallelOptions对象来设置一些自定义参数，body表示一段Lambda表达式，用于处理集合或数组中的元素。

接下来，我们将详细说明Parallel.ForEach方法的使用。

2. 并行处理集合元素

首先，我们来看一个简单的示例，它演示了如何使用Parallel.ForEach方法来并行处理一个集合中的元素。

假设我们有一个字符串列表，并需要将列表中的所有字符串转换为大写字母。在单线程的情况下，我们可以使用foreach循环来实现：

List list = new List{"apple", "banana", "orange"};

foreach (string str in list)

{

Console.WriteLine(str.ToUpper());

}

使用Parallel.ForEach方法，我们可以将其改写为如下代码：

List list = new List{"apple", "banana", "orange"};

Parallel.ForEach(list, str =>

{

Console.WriteLine(str.ToUpper());

});

这里，我们使用Parallel.ForEach方法来并行处理列表中的所有元素。对于每个元素str，我们使用Lambda表达式来将其转换为大写字母，并将结果写入控制台。

需要注意的是，Parallel.ForEach方法会创建多个线程来执行Lambda表达式，所以要确保Lambda表达式是线程安全的。

3. 使用ParallelOptions设置并行参数

除了source和body参数外，Parallel.ForEach方法还支持使用ParallelOptions类型的options参数来指定一些自定义参数，比如最大并行度、取消标记等。

要使用ParallelOptions，我们首先需要创建一个新的ParallelOptions实例，然后将其传递给Parallel.ForEach方法。下面是一个示例：

List list = new List{"apple", "banana", "orange"};

ParallelOptions options = new ParallelOptions

{

MaxDegreeOfParallelism = Environment.ProcessorCount

};

Parallel.ForEach(list, options, str =>

{

Console.WriteLine(str.ToUpper());

});

在这个示例中，我们使用ParallelOptions来设置了最大并行度，以限制使用的线程数量，从而更好地利用硬件资源。通过Environment.ProcessorCount属性，我们可以获得当前计算机的处理器数量。另外，我们还可以使用ParallelOptions中的CancellationToken属性来取消并行操作。具体使用方法可以参考.NET文档。

4. 并行处理数组元素

除了集合之外，Parallel.ForEach方法也可以处理数组类型。如果数组包含的元素需要被处理，那么Parallel.ForEach也可以是一个非常理想的选择。我们可以使用类似于集合的方式来处理数组元素：

string[] array = new string[]{"apple", "banana", "orange"};

Parallel.ForEach(array, str =>

{

Console.WriteLine(str.ToUpper());

});

在这个示例中，我们可以看到处理数组元素的代码非常与使用集合循环的代码类似。

5. 总结

本文介绍了如何使用Parallel.ForEach方法来高效地利用并行执行。我们首先介绍了Parallel.ForEach方法的基本语法和功能，然后演示了如何使用Lambda表达式来对集合元素进行并行处理。接着，我们了解了如何使用ParallelOptions来自定义并行参数。最后，我们还介绍了如何处理数组类型的元素。

在写高效的程序时，与性能优化相关的问题都很重要。因此，如果您的程序需要处理大量的数据，那么并行执行应该是优化效率的不二选择。无论是处理集合还是数组类型的数据，Parallel.ForEach方法都是一种非常便捷且高效的实现方式。