PLINQ 是语言集成查询（Language Integrate Query , LINQ）的并行实现（P 表示并行）。本章将继续介绍其编程的各个方面以及与之相关的一些优缺点。
本文的主要内容为 PLINQ 中的组合并行和顺序 LINQ 查询、取消 PLINQ 查询、使用 PLINQ 进行并行编程时要考虑的事项和影响 PLINQ 性能的因素。
本教程对应学习工程：魔术师Dix / HandsOnParallelProgramming · GitCode
6、组合并行和顺序 LINQ 查询
有时，我们可能会希望顺序执行运算符，这时就可以使用 AsSequential 方法强制 PLINQ 按顺序执行。一旦该方法用于任何并行查询，之后的运算符就会按照顺序执行。
这个示例已经在 2.2、顺序查询 里有所展示，这里就不再赘述。
7、取消 PLINQ 查询
可以使用 CancellationTokenSource 和 CancellationToken 类取消 PLINQ 查询。
CancellationToken （取消令牌）将使用 WithCancellation 子语句传递到 PLINQ 查询，然后可以调用 CancellationToken.Cancel 方法取消查询操作。在取消之后，将抛出 OperationCanceledException 异常。
代码示例如下：
private void RunWithCancellationTokenSource()
{
//由外部设置最大并行度。
int degreeOfParallelism = commonPanel.GetInt32Parameter();
Debug.Log($"设置并行度为：{degreeOfParallelism}");
//使用取消令牌
CancellationTokenSource cancellationTokenSource = new CancellationTokenSource();
var range = Enumerable.Range(1, 10000).AsParallel()
.WithCancellation(cancellationTokenSource.Token)
.WithDegreeOfParallelism(degreeOfParallelism)
.Select(x =>x);
try
{
range.ForAll(x =>
{
if (x == 5)
{
cancellationTokenSource.Cancel();
Debug.Log("Cancel PLINQ !");
}
else
{
Debug.Log($"PLINQ Is Running : {x}");
}
});
}
catch (AggregateException ex)
{
foreach (var item in ex.InnerExceptions)
{
Debug.LogError(item.InnerException);
}
}
}在我的电脑上运行结果如下：
仍然执行了 64 次 Select 语句，并且最后抛出了异常：
值得一提的是，如果将整段代码放到 Task.Run 语句里，则是不会抛出异常的，因为 TryCatch 是不会跨线程生效的。
8、使用 PLINQ 进行并行编程时要考虑的事项
在大多数情况下，PLINQ 的性能比费并行同类产品 LINQ 要快得多。但是，它也存在一些性能开销，这与在并行化 LINQ 时进行的分区和合并有关。以下是使用 PLINQ 时需要考虑的一些事项：
-
合并执行并不意味着一定更快：并行化本身也需要开销，因此，除非你的源集合很大，或者操作需要大量的计算，否则按顺序执行这些操作更有意义。可以通过衡量顺序查询和并行查询的性能来做出明智的决定。
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避免涉及原子性的 I/O 操作：在 PLINQ 内部应避免所有涉及写入文件系统、数据库、网络或共享内存位置的 I/O 操作。其原因在于，这些方法不是线程安全（Thread-Safe）的，因此使用他们可能会导致异常。一种解决方案是使用同步原语，但这也会大大降低性能。
-
查询并不一定总是并行运行的：PLINQ 中的并行化是由公共语言运行时（CLR）做出的决定。即便在查询中调用了 AsParallel 方法，它也不保证采用并行路径，同样有可能顺序运行。
9、影响 PLINQ 性能的因素
PLINQ 的主要目的是通过拆分任务并按并行方式执行来加速查询执行的。但是，有很多因素都会影响 PLINQ 的性能。其中包括与分块有关的同步开销，以及调度和收集线程结果的开销。
在理想的并行场景中，线程不必共享状态，也不必担心执行顺序。
9.1、并行度
由于 TPL 确保多个任务可以在多个内核上同时执行，因此我们可以使用更多数量的内核，从而显著提高性能。性能的提高可能不会是指数级的，并且在调整性能时，我们也应该尝试在具有多个内核的不同系统上运行比较结果。
9.2、合并选项
在某些应用场景中，结果经常变化，并且用户希望尽快看到结果而无需等待。在这些情况下，合并选项可以显著改善用户体验。PLINQ 默认选项是缓冲结果（AutoBuffered），然后将其合并以返回用户。我们可以通过选择适当的合并选项来修改此行为。
9.3、分区类型
我们应始终检查分区的工作项目是否平衡。对于不平和的工作项目，可以引入自定义分区以提高性能。
PLINQ 和 TPL 的自定义分区程序 | Microsoft Learn详细了解：PLINQ 和 TPL 的自定义分区程序
https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/parallel-programming/custom-partitioners-for-plinq-and-tpl PS：我个人认为自定义分区程序是一个很重要的功能点，但是上一章并没有详细深入地讲解，我也没有仔细学习这部分。我不知道后面的章节是否会详细讲解自定义分区，如果没有的话，我会考虑单独开一章来学习一下如何编写自定义分区程序。
9.4、确定是保持顺序还是转向并行
我们应该始终计算出每个工作项以及整个操作的整体计算成本，以便可以决定是保持顺序执行还是转向并行。由于分区、调度等产生的额外开销，并行查询不一定是最快的。
计算成本的公式：
计算成本 = 执行1个工作项目的而成本 * 工作项目的总数 + 并行开销
PLINQ 决定是采用顺序执行还是并行执行取决于查询中运算符的组合。
可以参考使用并发可视化工具来辅助性能衡量：
9.5、操作顺序
PLINQ 可为无序集合提供更好的性能，因为使集合按照有序方式执行是会产生性能成本的。该性能成本包括分区、调度和收集结果，以及调用 GroupJoin 和过滤器。
简单地说，就是能无序就无序，尽量不要使用类似 AsOrdered 的顺序执行方法。
9.6、使用 ForAll
调用 ToList 、 ToArray 或在循环中枚举结果时，实际上是强制 PLINQ 将来自所有并行线程的结果合并为单个数据结构，这也会产生性能开销。因此，如果只想对一组项目执行某些操作，最好使用 ForAll 方法。
9.7、强制并行
PLINQ 不保证每次都以并行方式执行，我们可以使用 WithExecutionMode 来对此进行控制。示例代码如下：
private void ForceToParallel()
{
var range = Enumerable.Range(1, 10);
var squares = range.AsParallel()
.WithExecutionMode(ParallelExecutionMode.ForceParallelism)
.Select(x => x * x)
.ToList();
squares.ForEach(x =>
{
Debug.Log(x);
});
}PS ：WithExecutionMode 会被 AsOrderd 之类的函数给覆盖掉。
10、本章小节
本章介绍了有关 PLINQ 的基础知识，然后讨论了如何使用 PLINQ 编写并行查询。这一章节其实很有用了，因为针对列表的操作在工作中是经常用到的。大部分情况下，列表中的小操作耗时并不多，但是遍历量太大在主线程扛不住，此时用并行查询是最好的。
当然，何时使用并行，何时顺序，需要大家在工作中实际检验。