【備忘】C#(?)でリストの順番を意識しつつ並列化

C#やVBは今月（2025年2月）から触り始めたので、
変なところがあったらすみません。ご指摘等いただけると幸いです。

C#(?)でリストの順番を意識しつつ並列化

現場で.net系を使うことになった際、
「リストを並列処理⇒処理結果を元のリストと同じ順番でリスト化する方法」
を学んだので、備忘として残しておきます。

やりたいこと

リストをfor文などでループし別リストを作成する処理を並列化（パフォーマンス改善）

やったこと

・修正前コード例

using System.ComponentModel;

var listA = new List<int>();

// 1万件のリストを用意（実際は10万件くらい）
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    listA.Add(i);
}

var startDate = DateTime.Now;

var listB = new List<int>();
for (int i = 0; i < listA.Count; i++)
{
    listB.Add(listA[i]);
}

var endDate = DateTime.Now;
Console.WriteLine("処理時間：" + (endDate - startDate).TotalMilliseconds + "ms");

・修正後コード例

（略）
// ポイント１：listAと同じだけのsizeを持つ、格納先listを作成
var listB = new List<int>(new int[listA.Count]);

var startDate = DateTime.Now;
// ポイント２：並列化し、indexに対応するところにデータを入れる
Parallel.ForEach(listA, (data, state, index) =>
{
    listB[Convert.ToInt32(index)] = listA[Convert.ToInt32(index)];
});
var endDate = DateTime.Now;
Console.WriteLine("処理時間：" + (endDate - startDate).TotalMilliseconds + "ms");

以下コメントで頂いたもの

・1行で記載する方法

（略）
var startDate = DateTime.Now;
//お手軽な書き方(実質一行)
var listB = listA.AsParallel()
        .AsOrdered()  //順序を維持するよう指示
                      //.Select(data => data * 2)  //何か処理をした結果を渡したい場合はここに処理を書く
        .ToList();
var endDate = DateTime.Now;
Console.WriteLine("処理時間：" + (endDate - startDate).TotalMilliseconds + "ms");

・Zipで記載する方法

（略）
List<int> listB = [.. new int[listA.Count]];

var startDate = DateTime.Now;
listA.Zip(listA.Select((_, i) => i)).AsParallel().ForAll(data => listB[data.Second] = data.First);

var endDate = DateTime.Now;
Console.WriteLine("処理時間：" + (endDate - startDate).TotalMilliseconds + "ms");

・AsOrderedで記載する方法

（略）
var startDate = DateTime.Now;
List<int> listB = [];

// AsOrdered()を使い、順序を保持
listA.AsParallel().AsOrdered().ForAll(listB.Add);

var endDate = DateTime.Now;
Console.WriteLine("処理時間：" + (endDate - startDate).TotalMilliseconds + "ms");

それぞれ実際に動かしてみた

＜修正前＞
　1回目：5.1387ms
　2回目：6.7196ms
　3回目：4.7355ms

＜修正後＞
　1回目：14.5718ms
　2回目：14.2512ms
　3回目：15.6844ms

＜1行＞
　1回目：16.1567ms
　2回目：15.0027ms
　3回目：14.1936ms

＜Zip＞
1回目：20.1356ms
2回目：18.8725ms
3回目：20.6022ms

＜AsOrdered>
　1回目：12.4384ms
　2回目：13.1296ms
　3回目：13.9489ms

【補足】
ちなみに、修正後の方が遅くなったので、
試しに修正前後のループ箇所に "Thred.sleep(5)" を入れて実行してみた。
修正前：154720.268ms
修正後：9000.7618ms

まとめ

並列化すれば絶対に早くなるわけでもないらしい。
並列化したら早くなるかは、実際に試して確認すべきみたいです。
（現場は1/3~1/4位の処理時間にはなった）