Герберт Шилдт - C# 4.0 полное руководство - 2011

Параллельные коллекции

В версию 4.0 среды .NET Framework добавлено новое пространство имен System. Collections . Concurrent. Оно содержит коллекции, которые являются потокобезопасными и специально предназначены для параллельного программирования. Это означает, что они могут безопасно использоваться в многопоточной программе, где возможен одновременный доступ к коллекции со стороны двух или больше параллельно исполняемых потоков. Ниже перечислены классы параллельных коллекций.

Параллельная коллекция

Описание

BlockingCollection

Предоставляет оболочку для блокирующей реализации интерфейса IProducerConsumerCollection

ConcurrentBag

Обеспечивает неупорядоченную реализацию интерфейса

IProducerConsumerCollection,которая оказыва

ется наиболее пригодной в том случае, когда информация вырабатывается и потребляется в одном потоке

ConcurrentDictionary

Сохраняет пары “ключ-значение", а значит, реализует парал

лельный словарь

ConcurrentQueue

Реализует параллельную очередь и соответствующий вариант интерфейса IProducerConsumerCollection

ConcurrentStack

Реализует параллельный стек и соответствующий вариант интерфейса IproducerConsumerCollection

Как видите, в нескольких классах параллельных коллекций реализуется интерфейс IProducerConsumerCollection. Этот интерфейс также определен в пространстве имен System. Collections . Concurrent. Он служит в качестве расширения интерфейсов IEnumerable, IEnumerable и ICollection. Кроме того, в нем определены методы TryAdd ( ) и TryTake () , поддерживающие шаблон "поставщик-потребитель". (Классический шаблон "поставщик-потребитель" отличается решением двух задач. Первая задача производит элементы коллекции, а другая потребляет их.) Метод TryAdd () пытается добавить элемент в коллекцию, а метод TryTake () — удалить элемент из коллекции. Ниже приведены формы объявления обоих методов.

bool TryAdd(Т item) bool TryTake(out T item)

Метод TryAdd () возвращает логическое значение true, если в коллекцию добавлен элемент i tem. А метод TryTake () возвращает логическое значение true, если элемент i tem удален из коллекции. Если метод TryAdd () выполнен успешно, то элемент i tern будет содержать объект. (Кроме того, в интерфейсе IProducerConsumerCollection указывается перегружаемый вариант метода CopyTo (), определяемого в интерфейсе ICollection, а также метода ТоАггау (), копирующего коллекцию в массив.)

Параллельные коллекции зачастую применяются в комбинации с библиотекой распараллеливания задач (TPL) или языком PLINQ. В силу особого характера этих коллекций все их классы не будут рассматриваться далее подробно. Вместо этого на конкретных примерах будет дан краткий обзор класса BlockingCollection. Усвоив основы построения класса BlockingCollection, вы сможете без особого труда разобраться и в остальных классах параллельных коллекций.

В классе BlockingCollection, по существу, реализуется блокирующая очередь. Это означает, что в такой очереди автоматически устанавливается ожидание любых попыток вставить элемент в коллекцию, когда она заполнена, а также попыток удалить элемент из коллекции, когда она пуста. Это идеальное решение для тех ситуаций, которые связаны с применением шаблона "поставщик-потребитель". В классе BlockingCollection реализуются интерфейсы ICollection, IEnumerable, IEnumerable, а также IDisposable.

В классе BlockingCollection определяются следующие конструкторы.

public BlockingCollection()

public BlockingCollection(int boundedCapacity)

public BlockingCollection(IProducerConsumerCollection collection) public BlockingCollection(IProducerConsumerCollection collection,

int boundedCapacity)

В двух первых конструкторах в оболочку класса BlockingCollection заключается коллекция, являющаяся экземпляром объекта типа ConcurrentQueue. А в двух других конструкторах можно указать коллекцию, которая должна быть положена в основу коллекции типа BlockingCollection. Если указывается параметр boundedCapaci ty, то он должен содержать максимальное количество объектов, которые коллекция должна содержать перед тем, как она окажется заблокированной. Если же параметр boundedCapaci ty не указан, то коллекция оказывается неограниченной.