函数式编程与协调数据结构

协调数据结构（Coordination Data Structures，CDS）是在.NET 4.0中包含的一套线程安全对象，其中大部分是集合类型。在沉寂了6个月之后，这些内容终于有了重大的更新。其中最明显的部分莫过于引入了函数式编程技术，从而减少了设计模式的使用。

一个新类型是ConcurrentLinkedList，它使用一个predicate函数，并配合TryInsertBetween方法以线程安全的方式插入节点。这个predicate函数会被对象本身多次调用，用于确定合适的插入位置。这样，即使在单线程的情况下，它使用起来也比普通的LinkedList要方便一些。

另一使用函数式技巧的地方是SpinWait对象。开发人员可以向SpinWait.SpinUntil方法传递一个predicate函数，而不是一遍又一遍地手动调用SpinOnce方法。

下一个则是新类型：ConcurrentBag。这好比是一个对多线程进行附载均衡的队列集合。普通情况下，每个线程只对其自己的队列进行读写。不过在队列为空时，它就会从其它线程的队列中“窃取”一些元素。这意味着在大多数情况下，线程之间不会出现资源竞争，但是每个线程在所有工作完成之前依然会“全力以赴”。ConcurrentBag并非ConcurrentQueue的替代品，后者依然是单生产者/单消费者场景下更好的选择。

WriteOnce类已被移除——这个功能似乎并不怎么有用，它只是在setter被访问多次的情况下抛出异常而已。相比之下Lazy和LazyVariable类型更为有用一些，因此它们被保留了下来。这两者都体现了延迟初始化的特性（因此又被称为futures）。前者是一个类，而后者则是一个轻量的，但并非“绝对”线程安全的结构。此外，类库中新增了LazyInitializer，用于处理内存占用（memory footprint）成为问题的情况。还有ThreadLocal类，它可以将线程本地资源和Futures线程安全地绑定起来。

安全地取消任务而不引发线程取消异常依旧是一个重要的方面。为了改善这个问题，每个可能会带来阻塞的方法都添加了取消的功能。微软目前依然在各处引入任务取消模型，这样可以大大简化类库的开发难度。

更多的信息可参阅微软并行编程博客以及我们之前对CDS的关注。

查看英文原文：Functional Programming and Coordination Data Structures