如何在Parallel.ForEach中使用Regex.EnumerateMatches的ref struct枚举器？

问题背景 #

为追求性能使用了Regex源生成器，其EnumerateMatches(span)方法返回ref struct枚举器，无法用于Parallel.ForEach等并行构造。需填充一个含100个结构体的数组，数组结构为value[0] -> padding[1] -> value[2] -> padding[3] -> ...（共50个value槽、50个padding槽），其中padding槽的填充依赖前后两个value槽的位置信息，希望通过并行化提升填充效率。

解决方案 #

核心思路 #

ref struct枚举器无法跨线程传递，因此先将所有匹配结果预收集到普通非值类型集合中，再分两个阶段并行填充数组：

1. 并行填充所有value槽：每个value槽仅依赖对应的匹配结果，互相无依赖，可安全并行。
2. 并行填充所有padding槽：待所有value槽填充完成后，每个padding槽仅依赖其前后的value槽，互相无依赖，也可安全并行。

代码实现 #

// 1. 预收集所有匹配结果到List，避开ref struct枚举器的跨线程限制
SpanRegexSrc regex = SpanRegexSrc.CachedRegex;
var matches = regex.EnumerateMatches(myString.AsSpan()).ToList();

// 2. 并行填充value槽（索引为0,2,4,...,98）
Parallel.For(0, matches.Count, matchIndex =>
{
    int valueSlotIndex = 2 * matchIndex;
    FillValueSlot(matches[matchIndex], ref _array[valueSlotIndex]);
});

// 3. 并行填充padding槽（索引为1,3,5,...,99）
Parallel.For(1, _array.Length, 2, padSlotIndex =>
{
    FillPadSlot(_array, padSlotIndex);
});

注意事项 #

• 数组中每个索引仅被单个线程操作，无线程安全问题。
• 若匹配结果与value槽的对应关系不同（比如每个匹配对应两个value槽），只需调整valueSlotIndex的计算逻辑即可，核心流程不变。
• 针对100个元素的数组，并行带来的性能提升可能有限，但该方案可无缝扩展到更大规模的数组。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shpendicus