在Parallel中使用DbSet.Add()發現的一系列多線程問題和解決過程

發現問題

需求很簡單，大致就是要批量往資料庫寫數據，於是打算用Parallel並行的方式寫入，希望能利用電腦多核特性加快程式執行速度。想的很美好，於是快速擼了類似下麵的一串代碼：

                using (var db = new SmsEntities())
                {
                    Parallel.For(0, 1000, (i) =>
                    {
                        db.MemberCard.Add(new MemberCard()
                        {
                            CardNo = "NO_" + i.ToString(),
                            Banlance = 0,
                            CreateTime = DateTime.Now,
                            Name = "Test_" + i.ToString(),
                            Status = 1
                        });
                    });
                    db.SaveChanges();
                }

可意外的是竟然無情的報錯了:

奇葩的是當我再次刷新的時候異常又不一樣了，於是連著刷新好多次，總結出現過的異常有下麵這些：

1、  未將對象引用設置到對象的實例。

2、  已添加了具有相同鍵的項。

3、  集合已修改；可能無法執行枚舉操作。

4、  一個 EdmType 不能多次映射到 CLR 類。EdmType“SmsModel.MemberCard”映射了一次以上。

其中1和2是出現最多的，而且所有異常都是出現在Add的時候，各種吃瓜表情~沒辦法，接著一一斷點調試，還是沒找出原因，出於進度考慮，換成了另一種方案，也就是用DbSet的AddRange方法。先在Parallel中累加出一個實體List，然後一次性添加到DbSet中，代碼演變為:

            List<MemberCard> list = new List<MemberCard>();
            using (var db = new SmsEntities())
            {
                var result = Parallel.For(0, 1000, (i) =>
                  {
                      list.Add(new MemberCard()
                      {
                          CardNo = "NO_" + i.ToString(),
                          Banlance = 0,
                          CreateTime = DateTime.Now,
                          Name = "Test_" + i.ToString(),
                          Status = 1
                      });
                  });
                if (result.IsCompleted)
                {
                    db.MemberCard.AddRange(list);
                    db.SaveChanges();
                }
            }

然後編譯、測試，沒問題，就先放著了。

分析問題

第二天到公司心裡還在糾結這個問題，於是打開頁面輸入生成的數據量1000（真實項目中的迴圈次數是手動輸入的），點按鈕提交，嗯，又吃瓜般的異常了…：

心想昨天測試都好好的啊（其實昨天輸入的是10，心虛臉...），沒辦法，上斷點吧，一看嚇一跳：

明明迴圈1000次，結果只有971條數據，而且裡面還有為null的，經過多次調試發現這是一個隨機現象，Count是隨機的null也是隨機的，有時出現有時沒有，初步判斷這是一個在多線程情況下引發的一個資源調配異常。So，上MSDN看了一下List的介紹，最後面“線程安全”寫著：

一切貌似都清楚了，於是打算驗證一下結果，加上了鎖，測試結果為：

list裡面也沒有再出現null了，確認是因為多線程安全引起的異常。於是想起昨天那個問題是否也是同樣的問題，再上MSDN搜了一下DbContext類和DbSet類，都是這樣說的：

接著就給dbcontext上了鎖，測試，這次總算如我所料，完美運行。但是不解的是最初那幾個異常是如何產生的，List中雖然數量不夠也存在為null的對象，但是並沒有直接爆出異常。現在只知道是線程問題，再詳細的也搞不清楚，有知道的大神還麻煩指點一下。

尋找解決方案並驗證結論                                                  

也想過用Partitioner分區來做，但是仔細一想，雖然分區內部是單線程，但是區與區之間還是多線程的，如果分的太細也就失去了Parallel的意義，只得另尋出路。還好Framework為我們也提供了一些線程安全的泛型集合（比如ConcurrentBag、ConcurrentQueue等），不過其本質還是用了鎖【這裡更正下錯誤：本質並不是用鎖而是原子操作，感謝評論中的園友指正】，於是就綜合做了一下單線程list、多線程list加鎖、多線程ConcurrentBag、多線程ConcurrentQueue的性能對比，結果如下：

迴圈1000次時：

迴圈10000次時：

迴圈100000次時：

• 得出結論就是，在執行次數超大時用線程安全類型會更慢，在執行次數較少時線程安全類型也沒什麼優勢。
• List和DbSet是非線程安全的。

解決問題

最後在經過仔細測試驗證和考慮項目實際需求（幾乎不可能一次10000）後，去繁從簡，回歸原始，用最簡單直白的寫法單線程迴圈來完成。雖然一番折騰下來還是回到最初，但是這過程中讓我發現了意料之外問題，然後找到了原因，然後測試驗證，最終得到了最優解決方案。還是那句話，填完坑，你就比之前更強大了！