Thread-safe структуры данных .NET 4 (ч. 1)Источник: thevista
.NET 4 содержит богатый набор средств, упрощающих распараллеливание кода. Если мы начинаем обрабатывать некоторый набор данных одновременно в нескольких потоках, то автоматически поднимается вопрос о синхронизации выполнения этих потоков, в частности о том, где хранить результаты обработки. Существует достаточно способов координировать потоки между собой, и всегда можно реализовать любой из них. Но создатели Parallel Extensions уже позаботились об этом, и в состав .NET 4 был включен ряд "потокобезопасных" структур данных. Реализован набор наиболее популярных коллекций, с которыми я и предлагаю ознакомиться. 1. Очередь: ConcurrentQueue<T>
Код:
ConcurrentQueue<int> queue = new ConcurrentQueue<int>();
queue.Enqueue(10); int t; Как можно догадаться по названию, отличаются эти вызовы тем, что TryPeek() оставляет элемент в очереди, а TryDequeue() извлекает его. Оба метода возвращают false если элемент получить не удалось, иначе - true. Добавление элемента производится с помощью метода Enqueue() - здесь ничего особенного нет. С помощью свойств Count и IsEmpty можно узнать количество элементов в очереди, и есть ли они вообще. 2. Стек: ConcurrentStack<T>
Код:
ConcurrentStack<int> stack = new ConcurrentStack<int>();
stack.Push(10); stack.PushRange(new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }); int t; if (stack.TryPop(out t)) { Console.WriteLine("Pop: " + t); } if (stack.TryPeek(out t)) { Console.WriteLine("Peek: " + t); } int[] ts = new int[5]; int count; if ((count = stack.TryPopRange(ts, 0, 3)) > 0) { Console.WriteLine("PopRange"); for (int i = 0; i < count; i++) { Console.WriteLine(ts[i]); } } Вот результат работы этого участка кода:
Методы TryPeek() и TryPop() возвращают bool значения, а TryPopRange() - количество извлеченных элементов. Можно положить в стек сразу несколько элементов посредством вызова PushRange(). 3. Коллекция: ConcurrentBag<T>
Код:
ConcurrentBag<int> bag = new ConcurrentBag<int>(new int[] { 1, 1, 2, 3 });
bag.Add(70); int t; bag.Add(110); Этот кусочек кода даст следующий вывод на консоль:
Глядя на результат, может сложиться ощущение, что коллекция следует принципу LIFO. Ещё раз подчеркну, что это не гарантируется. Никакого определённого порядка. Обратите внимание на конструктор - есть возможность задать начальный набор элементов. То же самое можно сделать при создании очереди и стека. 4. Словарь: ConcurrentDictionary<TKey, TValue>
Код:
ConcurrentDictionary<string, string>
dict = new ConcurrentDictionary<string, string>(); dict.TryAdd("name", "OFC340"); dict.TryAdd("age", "25");dict.TryAdd("age", "25"); Работа по добавлению/изменению/удалению элементов производится с помощью методов Try*, которые вернут true, если действие выполнено прошла успешно, иначе false. В данном случае добавление значения с ключом "age" будет в первый раз успешно, а во второй - нет, при этом никаких исключений сгенерировано не будет. Например, попытка получить значение по ключу, которого нет в словаре:
Код:
string t = string.Empty;
Console.WriteLine(dict.TryGetValue("nokey", out t)); приведет лишь к выводу на консоль строки "False". Удаление элемента будет выглядеть так:
Код:
Console.WriteLine(dict.TryRemove("age", out t));
С помощью свойств Values и Keys можно получить актуальные на момент вызова коллекции ключей и значений словаря. На этом вся специфика "потокобезопасной" версии заканчивается. Как видите, в реализации рассмотренных нами коллекций нет никакой "мега"-функциональности, только необходимые вещи. Мне нравятся такие решения - когда строятся базовые структуры, нагромождение лишних возможностей лишь мешает. В случае необходимости всегда можно дополнить их нужным поведением. Кроме указанных, в текущей версии .NET beta 1 есть двусвязный список ConcurrentLinkedList<T>. Однако, я не буду на нём останавливаться, поскольку в MSDN нас заботливо предупредили: "ConcurrentLinkedList(of T) is planned to be removed prior to the final release of Visual Studio 2010. Please do not use this class", т.е. этот список будет исключен и в финальной версии .NET 4.0 его не будет. Поэтому тратить время на его рассмотрение не стоит (хотя, смотреть там особо нечего - "конкурентная" версия известного LinkedList<T>). Представленные выше 4 структуры данных - самые простые, и на них я завершу первую часть обзора. Во второй части речь пойдёт о более интересном хранилище - BlockingCollection<T>.
|