对非线程安全类List<T>的一些总结

浏览数：21 / 时间：2015年06月08日

一个项目的一个功能点，需要从接口接受返回数据，并对返回的数据进行一些业务处理，处理完成之后，添加到一个List<T>中，然后在View中循环这个List<T>，展示所有的数据。每次从接口中取回的数据量不等，最多会有上百条。虽说上百条也不算多，但是每条数据都要经过一系列的业务处理，感觉这样也挺耗时的，于是考虑使用Parallel.Foreach来进行并行处理。

项目完成之后，对比了一下并行和非并行的情况，发现并行之后并没有提高多少效能，倒是遇到了一些比较怪异的问题。

Parallel.Foreach 中对List<T>执行Add操作之后，List<T>的Count有时候并不是执行并行的操作的执行次数，而且List<T>中会有Item为null的情况。其实这个问题的解决方案很简单，就是因为List<T>不是线程安全的类，在多线程情况下就会导致一些不可预知的情况，加个锁就可以解决问题了。但是，如果能更好的了解到底是什么原因导致的，岂不更好，于是在一个同事的帮助下，找到了List<T>的源码（感谢微软开放了源码，地址：http://referencesource.microsoft.com/#mscorlib/system/collections/generic/list.cs,cf7f4095e4de7646），从List<T>的源码中更进一步的了解了导致以上问题的原因。

在分析上面两个问题之前，我们先了解一下List<T>的内部情况。从源码中我们可以看到List<T>是通过一个Array来进行处理的，如果初始没有对List<T>设置容量，List<T>容量将为0，如果此时使用Add添加新项的时候，就会给List<T>设置一个初始容量（初始值为4）。使用Add添加新项的时候，如果已经达到容量最大值，List<T>会自动扩充容量的值，扩充后的容量的值为原来既有项目数量的2倍（其实也就是原来容量的2倍）。

我们把Add方法和扩容方法摘抄如下：

public void Add(T item) {
            if (_size == _items.Length) EnsureCapacity(_size + 1);
            _items[_size++] = item;
            _version++;
        }

private void EnsureCapacity(int min) {
            if (_items.Length < min) {
                int newCapacity = _items.Length == 0? _defaultCapacity : _items.Length * 2;
                // Allow the list to grow to maximum possible capacity (~2G elements) before encountering overflow.
                // Note that this check works even when _items.Length overflowed thanks to the (uint) cast
                if ((uint)newCapacity > Array.MaxArrayLength) newCapacity = Array.MaxArrayLength;
                if (newCapacity < min) newCapacity = min;
                Capacity = newCapacity;
            }
        }