.NET 4 开始，在System.Collection.Concurrent中提供了几个线程安全的集合类。线程安全的集合可防止多个线程以相互冲突的方式访问集合。
为了对集合进行线程安全的访问，定义了IProducerConsumerCollection
- *ConcurrentQueue
————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。该类有Enqueue()，TryDequeue()和TryPeek()方法。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。 - *ConcurrentStack
————类似于ConcurrentQueue 。该类定义了Push()，PushRange(),TryPeek()，TryPop()和TryPopRange()方法。在内部这个类使用其元素的链表。 - *ConcurrentBag
————该类没有定义添加或提取项的任何顺序。这个类使用一个线程映射到内部使用的数组上的概念，因此尝试减少锁定。方法：Add()，TryPeek()，TryTake()。 - *ConcurrentDictionary
接口。 - *BlockingCollection
————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()方法来删除和添加元素。这些方法会阻塞线程。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。如果不希望无限的等待下去，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。
BlockingCollection
下面使用一个例子演示BlockingCollection
static void Main(string[] args)
{
StartPipeline();
Console.ReadLine();
}
private static async void StartPipeline()
{
//存储文件名
var fileNames = new BlockingCollection();
//存储文件的每一行内容
var lines = new BlockingCollection();
//存储每一行的每个单词，单词为键，单词个数为值
var words = new ConcurrentDictionary();
//存储words信息
var items = new BlockingCollection();
var coloredItems = new BlockingCollection();
Task t1 = PipelineStages.ReadFilenamesAsync(@"../../..", fileNames);
ConsoleHelper.WriteLine("started stage 1");
Task t2 = PipelineStages.LoadContentAsync(fileNames, lines);
ConsoleHelper.WriteLine("started stage 2");
Task t3 = PipelineStages.ProcessContentAsync(lines, words);
await Task.WhenAll(t1, t2, t3);
ConsoleHelper.WriteLine("stages 1, 2, 3 completed");
//当上面三个任务完成时，才执行下面的任务
Task t4 = PipelineStages.TransferContentAsync(words, items);
Task t5 = PipelineStages.AddColorAsync(items, coloredItems);
Task t6 = PipelineStages.ShowContentAsync(coloredItems);
ConsoleHelper.WriteLine("stages 4, 5, 6 started");
await Task.WhenAll(t4, t5, t6);
ConsoleHelper.WriteLine("all stages finished");
}
public static class PipelineStages
{
public static Task ReadFilenamesAsync(string path, BlockingCollection output)
{
return Task.Run(() =>
{
foreach (string filename in Directory.EnumerateFiles(path, "*.cs", SearchOption.AllDirectories))
{
output.Add(filename);
ConsoleHelper.WriteLine(string.Format("stage 1: added {0}", filename));
}
//调用CompleteAdding，通知所有读取器不应再等待集合中的任何额外项
//如果不调用该方法，读取器会在foreach循环中等待更多的项被添加
output.CompleteAdding();
});
}
public static async Task LoadContentAsync(BlockingCollection input, BlockingCollection output)
{
//使用读取器读取集合时，需要使用GetConsumingEnumerable获取阻塞集合的枚举器，
//如果直接使用input迭代集合，这只会迭代当前状态的集合，不会迭代以后添加的项
foreach (var filename in input.GetConsumingEnumerable())
{
using (FileStream stream = File.OpenRead(filename))
{
var reader = new StreamReader(stream);
string line = null;
while ((line = await reader.ReadLineAsync()) != null)
{
output.Add(line);
ConsoleHelper.WriteLine(string.Format("stage 2: added {0}", line));
}
}
}
output.CompleteAdding();
}
public static Task ProcessContentAsync(BlockingCollection input, ConcurrentDictionary output)
{
return Task.Run(() =>
{
foreach (var line in input.GetConsumingEnumerable())
{
string[] words = line.Split(' ', ';', '\t', '{', '}', '(', ')', ':', ',', '"');
foreach (var word in words.Where(w => !string.IsNullOrEmpty(w)))
{
//这里使用了字典的一个扩展方法
output.AddOrIncrementValue(word);
ConsoleHelper.WriteLine(string.Format("stage 3: added {0}", word));
}
}
});
}
public static Task TransferContentAsync(ConcurrentDictionary input, BlockingCollection output)
{
return Task.Run(() =>
{
foreach (var word in input.Keys)
{
int value;
if (input.TryGetValue(word, out value))
{
var info = new Info { Word = word, Count = value };
output.Add(info);
ConsoleHelper.WriteLine(string.Format("stage 4: added {0}", info));
}
}
output.CompleteAdding();
});
}
public static Task AddColorAsync(BlockingCollection input, BlockingCollection output)
{
return Task.Run(() =>
{
foreach (var item in input.GetConsumingEnumerable())
{
if (item.Count > 40)
{
item.Color = "Red";
}
else if (item.Count > 20)
{
item.Color = "Yellow";
}
else
{
item.Color = "Green";
}
output.Add(item);
ConsoleHelper.WriteLine(string.Format("stage 5: added color {1} to {0}", item, item.Color));
}
output.CompleteAdding();
});
}
public static Task ShowContentAsync(BlockingCollection input)
{
return Task.Run(() =>
{
foreach (var item in input.GetConsumingEnumerable())
{
ConsoleHelper.WriteLine(string.Format("stage 6: {0}", item), item.Color);
}
});
}
}
//创建一个字典的扩展方法
public static class ConcurrentDictionaryExtension
{
public static void AddOrIncrementValue(this ConcurrentDictionary dict, string key)
{
bool success = false;
while (!success)
{
int value;
if (dict.TryGetValue(key, out value))
{
if (dict.TryUpdate(key, value + 1, value))
{
success = true;
}
}
else
{
if (dict.TryAdd(key, 1))
{
success = true;
}
}
}
}
}
这里使用了一个管道模型的编程模式，上面的添加内容，下面处理内容
到此这篇关于C#集合之并发集合的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。