.Net 线程安全集合

.Net 提供了基于生产-消费模式的集合类，这些集合对多线程访问安全，定义在System.Collections.Concurrent名称空间中。这个名称空间中包括基础接口IProduceConsumerCollection，这个接口定义了线程安全集合的基本操作。这个名称空间中还包括常用的集合：

• BlockingCollection
• ConcurrentBag
• ConcurentDictionary<TKey,TValue>
• ConcurrentQueue
• ConcurentStack

在使用生产-消费模式时，我们经常使用两个线程，在一个线程向集合添加数据，在另一个线程从集合中提取数据进行处理。我们可以使用实现IProduceConsumerCollection接口的集合，比如ConcurrentQueue等等。通常将从集合取数据的代码放在一个无尽循环中，如果集合中没有数据就继续循环。很多情况下，我们希望如果集合中没有数据，这个线程阻塞等待，直到有数据时再继续。这时我们可以使用BlockingCollection，这个集合提供了Add(添加数据)和Take（阻塞获取数据）方法。

下面是BlockingCollection的示例。这个集合类的Take方法可以从集合中获取并去掉一个对象，当集合为空时，可以使线程处于阻塞状态。

Console.WriteLine("--------------------------------");
Console.WriteLine("测试一个线程向集合添加数据，另一个线程读取数据，请输入人名，输入exit退出");
BlockingCollection<string> names=new BlockingCollection<string>();

Task.Run(() =>
{
    while (true)
    {
        var name = names.Take();
        Console.WriteLine("你好,"+name);
    }

});

var name = Console.ReadLine();
while (name!="exit")
{
    if(!string.IsNullOrEmpty(name))   names.Add(name);
    name = Console.ReadLine();
}

BlockingCollection的另一个功能是可以封装其它的IProduceConsumerCollection集合，实现不同的添加和获取顺序，比如，如果在构造函数中传入ConcurrentQueue，添加和获取就与队列相同——“先进先出”，如果传入ConcurrentStack，顺序就与堆栈相同——“先进后出”，下面是示例代码：

using System.Collections.Concurrent;

Console.WriteLine("--------------------------------");
Console.WriteLine("测试BlockingCollection 和 ConcurrentQueue");

var queue = new ConcurrentQueue<string>();
var blockqueue= new BlockingCollection<string>(queue, 100);

Console.WriteLine("加入name1");
blockqueue.Add("name1");
Console.WriteLine("加入name2");
blockqueue.Add("name2");
Console.WriteLine("加入name3");
blockqueue.Add("name3");

Console.WriteLine(blockqueue.Take());
Console.WriteLine(blockqueue.Take());
Console.WriteLine(blockqueue.Take());

Console.WriteLine("--------------------------------");
Console.WriteLine("测试BlockingCollection 和 ConcurrentStack");

var cq = new ConcurrentStack<string>();
var bc = new BlockingCollection<string>(cq, 100);

Console.WriteLine("加入name1");
bc.Add("name1");
Console.WriteLine("加入name2");
bc.Add("name2");
Console.WriteLine("加入name3");
bc.Add("name3");

Console.WriteLine(bc.Take());
Console.WriteLine(bc.Take());
Console.WriteLine(bc.Take());

ConcurrentBag需要特别说明一下，在“纯生产-消费”场景中（一个线程要么向集合添加项目，要么从集合中获取项目，但不能即添加又获取），ConcurrentBag性能要比其他类型的集合慢，但在“混合生产-消费”场景中（一个线程即可以向集合添加项目，也可以获取项目），ConcurrentBag的性能要比其它类型的集合快。