一、底層原理：“手動創建執行單元” vs “線程池任務調度”

1. 線程（Thread）：直接操作操作系統執行單元

• 是操作系統內核調度的最小單位，創建時會占用獨立的棧空間（默認 1MB，32 位系統）和內核對象（如句柄、上下文），資源開銷大。
• 需手動控制生命周期：new Thread(方法).Start() 啟動，Join() 等待結束，Abort()（已廢棄）強制終止（不安全）。
• 無內置任務拆分，若要并行處理集合，需自己拆分數據（如分成 N 份給 N 個線程），還要處理線程同步（如 lock 避免競態條件）。

var list = Enumerable.Range(1, 1000).ToList();
var lockObj = new object();
int result = 0;

// 手動拆分任務（分成2個線程）
var thread1 = new Thread(() => {
    foreach (var num in list.Take(500)) {
        lock (lockObj) result += num * 2; // 手動加鎖同步
    }
});
var thread2 = new Thread(() => {
    foreach (var num in list.Skip(500)) {
        lock (lockObj) result += num * 2;
    }
});

thread1.Start();
thread2.Start();
thread1.Join();
thread2.Join();
Console.WriteLine(result);

2. Parallel.ForEach：基于 TPL 的自動并行框架

• 本質是 .NET 任務并行庫（TPL） 的封裝，底層復用 ThreadPool 線程（避免線程創建銷毀的開銷），屬于 “任務級并行” 而非 “線程級并行”。
• 框架自動完成：任務拆分（將集合分成多個分區）、線程分配（根據 CPU 核心數動態調整并發線程數）、負載均衡（避免某線程忙、某線程閑）、異常聚合、資源回收。
• 支持通過 ParallelOptions 配置：MaxDegreeOfParallelism（最大并發數）、CancellationToken（取消令牌）等。

var list = Enumerable.Range(1, 1000).ToList();
int result = 0;
var options = new ParallelOptions {
    MaxDegreeOfParallelism = Environment.ProcessorCount // 限制并發數為CPU核心數
};

// 自動并行遍歷，框架處理同步和線程分配
Parallel.ForEach(list, options, num => {
    Interlocked.Add(ref result, num * 2); // 原子操作（或用lock）
});

Console.WriteLine(result);

二、關鍵差異詳解

1. 資源開銷：“重量級” vs “輕量級”

• 線程是 “重量級”：創建 / 銷毀線程需要操作系統內核介入，開銷大（毫秒級），且長期占用棧空間和內核資源。如果手動創建大量線程（如 1000 個），會導致內存飆升、上下文切換頻繁，性能下降。
• Parallel.ForEach 是 “輕量級”：復用線程池的工作線程（線程池會緩存線程，避免頻繁創建銷毀），線程池默認最大線程數（.NET 6+ 為 Environment.ProcessorCount * 50），但 Parallel.ForEach 會根據任務類型（CPU 密集 / IO 密集）動態調整，避免資源浪費。

2. 并行控制：“全手動” vs “半自動化”

• 線程：完全手動控制。比如要限制并發數，需自己維護線程池（如用 Semaphore 信號量）；要取消任務，需手動設置標志位（如 volatile bool isCancelled），并在線程內檢查。
• Parallel.ForEach：半自動化控制。通過 ParallelOptions 可輕松限制最大并發數、取消任務，無需關心底層線程管理。例如：
  csharp

   

   

  var cts = new CancellationTokenSource(2000); // 2秒后取消
  try {
      Parallel.ForEach(list, new ParallelOptions { CancellationToken = cts.Token }, num => {
          cts.Token.ThrowIfCancellationRequested(); // 檢查取消
          // 業務邏輯
      });
  } catch (OperationCanceledException) {
      Console.WriteLine("任務已取消");
  }
  

   
   

3. 異常處理：“分散捕獲” vs “聚合捕獲”

• 線程：異常是 “分散的”。每個線程的異常需在線程內部捕獲，否則未處理的異常會導致整個進程崩潰（.NET 中未捕獲的線程異常會終止進程）。
  csharp

   

   

  var thread = new Thread(() => {
      try {
          // 可能拋異常的邏輯
          int a = 1 / 0;
      } catch (DivideByZeroException ex) {
          Console.WriteLine($"線程異常：{ex.Message}"); // 必須手動捕獲
      }
  });
  thread.Start();
  

   
   
• Parallel.ForEach：異常是 “聚合的”。所有并行任務的異常會被框架捕獲，封裝為 AggregateException 拋出，外層只需捕獲一次，即可處理所有異常：
  csharp

   

   

  try {
      Parallel.ForEach(list, num => {
          if (num % 100 == 0) throw new Exception($"數字{num}觸發異常");
      });
  } catch (AggregateException ex) {
      // 處理所有異常
      foreach (var innerEx in ex.InnerExceptions) {
          Console.WriteLine($"并行任務異常：{innerEx.Message}");
      }
  }
  

   
   

4. 適用場景：“長期獨立任務” vs “短期集合并行”

• 線程適合：
  • 長期運行的獨立任務（如后臺監控服務、Socket 監聽線程）；
  • 需要完全控制線程行為的場景（如設置線程優先級、 ApartmentState）；
  • I/O 密集型且需要長時間阻塞的任務（如等待網絡響應、文件讀寫，可配合 Thread.Sleep 或阻塞調用）。
• Parallel.ForEach 適合：
  • CPU 密集型的集合遍歷（如數據計算、排序、批量轉換）；
  • 短期任務的并行處理（任務執行時間短，無需長期占用線程）；
  • 不需要手動控制線程細節，追求 “簡單高效并行” 的場景。

三、常見誤區

1. “Parallel.ForEach 比線程快”：不一定。如果是少量長任務，手動創建線程可能更高效（避免線程池調度開銷）；如果是大量短任務，Parallel.ForEach 因線程復用更優。
2. “Parallel.ForEach 是多線程”：本質是 “多任務并行”，底層用線程池線程實現，但不是直接創建新線程，而是復用現有線程。
3. “Parallel.ForEach 適合 I/O 密集型任務”：不推薦。I/O 密集型任務（如 HTTP 請求、數據庫查詢）會導致線程阻塞，線程池線程被占用，影響其他任務。此時更適合用 async/await 異步編程（基于任務調度，非線程阻塞），而非 Parallel.ForEach。

四、總結：如何選擇？