在并行编程中，线程安全是一个至关重要的问题。当多个线程访问共享资源时，如果没有适当的同步机制，就可能出现数据不一致或竞态条件。例如，当开发者使用PLINQ（Parallel LINQ）进行并行处理时，可能会遇到这样的问题。本文将探讨如何在使用PLINQ时避免线程安全问题。
首先，来看一个常见的并行编程场景。开发者可能会使用如下代码：
Enumerable.Range(1, 1000).AsParallel()...
在这个例子中，Enumerable.Range() 生成一个整数序列。然而，这个序列的迭代器必须保持其当前状态，如果这个状态被多个线程访问，如何避免竞态条件呢？
根据研究，Enumerable.Range() 返回一个 IEnumerable<int>。这个可枚举对象的 GetEnumerator() 方法会为不同的线程返回不同的枚举器。这似乎是从 yield return 关键字生成的枚举器的一个内置特性。
然而，每个枚举器本身并不是线程安全的，也没有包含任何锁定代码。这意味着，如果多个线程尝试同时访问同一个枚举器，就可能出现竞态条件。
AsParallel() 方法只会调用一次 GetEnumerator()，然后从多个线程中使用它。这意味着上述的保护机制并不起作用。
微软的Stephen Toub指出，由于 IEnumerable 本身是线程不安全的，PLINQ 内置了锁定机制。
通过使用Reflector工具，发现PLINQ的锁机制是在 PartitionedDataSource<T>.MoveNext() 方法中实现的。这意味着，尽管枚举器本身可能是线程不安全的，PLINQ 有自己的锁来处理这种情况。
在并行编程中，开发者需要意识到线程安全问题，并采取适当的措施来避免竞态条件。通过使用PLINQ，开发者可以利用其内置的锁机制来处理并行操作中的线程安全问题。这样，即使枚举器本身不是线程安全的，PLINQ 也能够确保并行操作的正确执行。
下面是一个简单的代码示例，展示了如何在PLINQ中使用并行操作：
var numbers = Enumerable.Range(1, 1000);
var parallelQuery = numbers.AsParallel();
var sum = parallelQuery.Sum();
在这个例子中，创建了一个从1到1000的整数序列，并使用 AsParallel() 方法将其转换为并行查询。然后，计算这个序列的总和。由于PLINQ的内置锁机制，这个操作是线程安全的。
虽然PLINQ提供了内置的锁机制，但开发者仍然需要对并行编程有深入的理解。这包括了解如何正确地管理线程，以及如何避免竞态条件和其他并发问题。
在某些情况下，开发者可能需要创建自己的线程安全的枚举器。这可以通过实现 IEnumerator<T> 接口，并在枚举器中添加同步机制来实现。
在并行编程中，锁是一种常见的同步机制。开发者可以使用 lock 语句或其他同步原语来确保线程安全。