C#集合類(HashTable, Dictionary, ArrayList)與HashTable執行緒安全

HashTable中的key/value均為object型別，由包含集合元素的儲存桶組成。儲存桶是 HashTable中各元素的虛擬子組，與大多數集合中進行的搜尋和檢索相比，儲存桶可令搜尋和檢索更為便捷。每一儲存桶都與一個雜湊程式碼關聯，該雜湊程式碼是使用雜湊函式生成的並基於該元素的鍵。HashTable的優點就在於其索引的方式，速度非常快。如果以任意型別鍵值訪問其中元素會快於其他集合，特別是當資料量特別大的時候，效率差別尤其大。

HashTable的應用場合有：做物件快取，樹遞迴演算法的替代，和各種需提升效率的場合。

    //Hashtable sample
    System.Collections.Hashtable ht = new System.Collections.Hashtable();

    //--Be careful: Keys can't be duplicated, and can't be null----
    ht.Add(1, "apple");
    ht.Add(2, "banana");
    ht.Add(3, "orange");
    
    //Modify item value:
    if(ht.ContainsKey(1))
        ht[1] = "appleBad";

    //The following code will return null oValue, no exception
    object oValue = ht[5];  
    
    //traversal 1:
    foreach (DictionaryEntry de in ht)
    {
        Console.WriteLine(de.Key);
        Console.WriteLine(de.Value);
    }

    //traversal 2:
    System.Collections.IDictionaryEnumerator d = ht.GetEnumerator();
    while (d.MoveNext())
    {
        Console.WriteLine("key：{0} value：{1}", d.Entry.Key, d.Entry.Value);
    }

    //Clear items
    ht.Clear();

Dictionary和HashTable內部實現差不多，但前者無需裝箱拆箱操作，效率略高一點。

    //Dictionary sample
    System.Collections.Generic.Dictionary<int, string> fruits = 
        new System.Collections.Generic.Dictionary<int, string>();

    fruits.Add(1, "apple");
    fruits.Add(2, "banana");
    fruits.Add(3, "orange");

    foreach (int i in fruits.Keys)
    {
        Console.WriteLine("key：{0} value：{1}", i, fruits);
    }

    if (fruits.ContainsKey(1))
    {
        Console.WriteLine("contain this key.");
    }

 

ArrayList是一維變長陣列，內部值為object型別，效率一般：

 

    //ArrayList
    System.Collections.ArrayList list = new System.Collections.ArrayList();
    list.Add(1);//object type
    list.Add(2);
    for (int i = 0; i < list.Count; i++)
    {
        Console.WriteLine(list[i]);
    }

HashTable是經過優化的，訪問下標的物件先雜湊過，所以內部是無序雜湊的，保證了高效率，也就是說，其輸出不是按照開始加入的順序，而Dictionary遍歷輸出的順序，就是加入的順序，這點與Hashtable不同。如果一定要排序HashTable輸出，只能自己實現：

    //Hashtable sorting
    System.Collections.ArrayList akeys = new System.Collections.ArrayList(ht.Keys); //from Hashtable
    akeys.Sort(); //Sort by leading letter
    foreach (string skey in akeys)
    {
        Console.Write(skey + ":");
        Console.WriteLine(ht[skey]);
    }

 

HashTable與執行緒安全：

為了保證在多執行緒的情況下的執行緒同步訪問安全，微軟提供了自動執行緒同步的HashTable:

如果 HashTable要允許併發讀但只能一個執行緒寫, 要這麼建立 HashTable例項:

    //Thread safe HashTable
    System.Collections.Hashtable htSyn = System.Collections.Hashtable.Synchronized(new System.Collections.Hashtable());

這樣, 如果有多個執行緒併發的企圖寫HashTable裡面的 item, 則同一時刻只能有一個執行緒寫, 其餘阻塞; 對讀的執行緒則不受影響。

 

另外一種方法就是使用lock語句，但要lock的不是HashTable，而是其SyncRoot；雖然不推薦這種方法，但效果一樣的，因為原始碼就是這樣實現的:

//Thread safe

private static System.Collections.Hashtable htCache = new System.Collections.Hashtable ();

public static void AccessCache ()

{

    lock ( htCache.SyncRoot )

    {

        htCache.Add ( "key", "value" );

        //Be careful: don't use foreach to operation on the whole collection

        //Otherwise the collection won't be locked correctly even though indicated locked

        //--by MSDN

    }

}

//Is equivalent to 等同於 (lock is equivalent to Monitor.Enter and Exit()

public static void AccessCache ()

{

    System.Threading.Monitor.Enter ( htCache.SyncRoot );

    try

    {

        /* critical section */

        htCache.Add ( "key", "value" );

        //Be careful: don't use foreach to operation on the whole collection

        //Otherwise the collection won't be locked correctly even though indicated locked

        //--by MSDN

    }

    finally

    {

        System.Threading.Monitor.Exit ( htCache.SyncRoot );

    }

}