Parallel.For循环填充List元素数量不足的原因及解决方案

原因 #

List<T>不是线程安全的集合，它的Add方法内部包含多个非原子操作：比如检查内部数组容量、写入新元素、更新计数。当多个线程同时调用Add时，会触发竞态条件——例如两个线程同时读取当前的元素计数，然后都基于这个计数去写入新元素，导致其中一个元素的写入被覆盖；或者计数更新时出现错误，最终导致集合内的元素数量少于预期。

正确解决方法 #

方法1：使用线程安全集合ConcurrentBag<T> #

ConcurrentBag<T>是.NET专门为并行场景设计的线程安全集合，适合这种多线程添加元素的场景：

var someBag = new ConcurrentBag<ListItem>();
Parallel.For(0, 1000000, _ =>
{
    var item = new ListItem();
    // some logic here
    someBag.Add(item);
});

System.Console.WriteLine(someBag.Count); // 输出1000000

如果最终需要List<T>类型，可以在并行操作结束后转换：

var someList = someBag.ToList();

方法2：用锁同步Add操作（不推荐） #

虽然可以通过lock关键字确保Add操作的原子性，但这种方式会让并行操作退化为串行执行，完全失去Parallel.For的性能优势，仅适合极端场景：

var someList = new List<ListItem>();
var lockObj = new object();
Parallel.For(0, 1000000, _ =>
{
    var item = new ListItem();
    // some logic here
    lock (lockObj)
    {
        someList.Add(item);
    }
});

System.Console.WriteLine(someList.Count); // 输出1000000

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Egor Shoba