C#中的并发集合Concurrent类

第C#中的并发集合Concurrent类System.Collections.Concurrent命名空间提供多个线程安全集合类。

当有多个线程并发访问集合时，应使用这些类代替System.Collections和System.Collections.Generic命名空间中的对应类型。

为了对集合进行线程安全的访问，定义了IProducerConsumerCollection接口。这个接口中最重要的方法是TryAdd()和TryTake()。

TryAdd()方法尝试给集合添加一项，但如果集合禁止添加项，这个操作就可能失败。为了给出相关信息，TryAdd()方法返回一个布尔值，以说明操作是成功还是失败。TryTake()方法也以这种方式工作，以通知调用者操作是成功还是失败，并在操作成功时返回集合中的项。

二、空间中包含的类

ConcurrentXXX：这些集合是线程安全的，如果某个动作不适用于线程的当前状态，它们就返回false。在继续之前，总是霈要确认添加或提取元素是否成功。不能相信集合会完成任务。

1、ConcurrentQueue队列

这个集合类用一种免锁定的算法实现，使用在内部合并到一个链表中的32项数组。

访问队列元素的方法有Enqueue()、TryDequeue()和TryPeek()。这些方法的命名非常类似于前面Queue类的方法，只是给可能调用失败的方法加上了前缀Try。

因为这个类实现了IProducerConsumerCollection接口，所以TryAdd()和TryTake()方法仅调用Enqueue()和TryDequeue()方法。

2、ConcurrentStack堆栈

非常类似于ConcurrentQueue类，只是带有另外的元素访问方法。

ConcurrcntStack类定义了Push()、PushRange()、TryPeek()、TiyPop()和TryPopRange()方法。在内部这个类使用其元素的链表。

3、ConcurrentBag包

该类没有定义添加或提取项的任何顺序。这个类使用一个把线程映射到内部使用的数组上的概念，因此尝试减少锁定。

访问元素的方法有Add()、TryPeek()和TryTake()。

4、ConcurrentDictionary字典

这是一个线程安全的键值集合。

TryAdd()、TryGetValue()、TryRemove()和TryUpdate()方法以非阻塞的方式访问成员。

因为元素基于键和值,所以ConcurrentDictionary没有实现IProducerConsumerCollection。

5、BlockingCollection集合

这个集合在可以添加或提取元素之前，会阻塞线程并一直等待。

BlockingCollection集合提供了一个接口,以使用Add()和Take()方法来添加和删除元素。这些方法会阻寒线程，一直等到任务可以执行为止。

Add()方法有一个重载版本，其中可以给该重载版本传递一个CancellationToken令牌。

这个令牌允许取消被阻塞的调用。如果不希望线程无限期地等待下去，且不希望从外部取消调用，就可以使用TryAdd()和TryTake()方法，在这些方法中，也可以指定一个超时值，它表示在调用失败之前应阻塞线程和等待的最长时间。

6、BlockingCollection阻塞式集合

这是对实现了IProducerConsumerCollection接口的任意类的修饰器，它默认使用ConcurrentQueue类。

还可以给构造函数传递任何其他实现了IProducerConsumerCollection接口的类。

下面的代码示例简单演示了使用BlockingCollection类和多个线程的过程。

一个线程是生成器，它使用Add()方法给集合写入元素，另一个线程是使用者，它使用Take()方法从集合中提取元素：

internalstaticBlockingCollectionint_TestBCollection;

classThreadWork1//生产者

publicThreadWork1()

publicvoidrun()

System.Console.WriteLine("ThreadWork1run{");

for(inti=0;i100;i++)

System.Console.WriteLine("ThreadWork1producer:"+i);

_TestBCollection.Add(i);

_TestBCollection.CompleteAdding();

System.Console.WriteLine("ThreadWork1run}");

classThreadWork2//消费者

publicThreadWork2()

publicvoidrun()

inti=0;

intnCnt=0;

boolIsDequeuue=false;

System.Console.WriteLine("ThreadWork2run{");

while(!_TestBCollection.IsCompleted)

IsDequeuue=_TestBCollection.TryTake(outi);

if(IsDequeuue)

System.Console.WriteLine("ThreadWork2consumer:"+i*i+"====="+i);

nCnt++;

System.Console.WriteLine("ThreadWork2run}");

staticvoidStartT1()

ThreadWork1work1=newThreadWork1();

work1.run();

staticvoidStartT2()

ThreadWork2work2=newThreadWork2();

work2.run();

staticvoidMain(string[]args)

Taskt1=newTask(()=StartT1());

Taskt2=newTask(()=StartT2());

_TestBCollection=newBlockingCollectionint//可以跟容量

Console.WriteLine("Sample4-4Main{");

Console.WriteLine("Maint1t2started{");

t1.Start();

t2.Start();

Console.WriteLine("Maint1t2started}");

Console.WriteLine("Mainwaitt1t2end{");

Task.WaitA