C#神器"BlockingCollection"類實現C#神仙操作

百寶門園地發表於2023-02-28
C#BloCGC

前言

如果你想玩轉C# 裡面多執行緒，工廠模式，生產者/消費者,佇列等高階操作，就可以和我一起探索這個強大的執行緒安全提供阻塞和限制功能的C#神器類

BlockingCollection簡單介紹

微軟介紹地址：https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/collections/thread-safe/blockingcollection-overview
BlockingCollection 是一個執行緒安全集合類，可提供以下功能：

  1. 實現製造者-使用者模式
  2. 透過多執行緒併發新增和獲取項
  3. 可選最大容量
  4. 集合為空或已滿時透過插入和移除操作進行阻塞
  5. 插入和移除“嘗試”操作不發生阻塞，或在指定時間段內發生阻塞
  6. 封裝實現 IProducerConsumerCollection 的任何集合型別
  7. 使用取消標記執行取消操作
  8. 支援使用 foreach（在 Visual Basic 中，使用 For Each）的兩種列舉：1. 只讀列舉,2. 在列舉項時將項移除的列舉

起手式

BlockingCollection blockingCollection = new(1);

  • new 運算子裡面的數字是實現了可選最大容量,超出就執行緒阻塞了,程式一直卡在哪裡

先來個開胃菜 => 三句程式碼實現執行緒阻塞

BlockingCollection<int> blockingCollection = new(1);
blockingCollection.Add(1);
blockingCollection.Add(2);

說明：因為限制佇列只能插入一條，第一條沒有消費掉，所以一直卡在插入第二條程式不會往下繼續執行實現了集合為空或已滿時透過插入和移除操作進行阻塞

正式開始前先分享一些多執行緒的知識點

Task類簡單介紹

Task 表面上是Thread但卻是對ThreadPool的封裝,控制和擴充套件性很強，對執行緒的延續，阻塞，取消，超時，比傳統的Thread和ThreadPool強

Queue類簡單介紹

佇列（Queue）代表了一個先進先出的物件集合。當您需要對各項進行先進先出的訪問時，則使用佇列。當您在列表中新增一項，稱為入隊，當您從列表中移除一項時，稱為出隊

接下來進入實際使用場景

場景一: 生產者=> 消費者

建議程式碼還是要動手實現一下，不然體會不到一邊生產資料，同時還能取資料的神仙操作

int count = 0 ;
BlockingCollection<string> blockingCollection = new(1);
//生產者
Task.Factory.StartNew(() =>
{
 while (true)
 {
    blockingCollection.Add("String: " + count);
    count++;
    if (count > 10)
    {
     blockingCollection.CompleteAdding();
    }
 }
});

//消費者
Task.Factory.StartNew(() =>
{
 foreach (var element in blockingCollection.GetConsumingEnumerable())
 {
  Thread.Sleep(1000);
  ("Work: " + element).Dump();//Dump 為工具Linq的功能
 }
});

上面的程式碼中這個方法GetConsumingEnumerable很重要,它可以在BlockingCollection集合有資料的時候取資料，沒有的話停止取，可以達到監測的效果

這個案例實現瞭如下功能:

  1. 多執行緒併發新增和獲取項
  2. 生產者和消費者模式
  3. 使用取消標記執行取消操作(讓生產者知道我們已經不需要你工作了)

生產者/消費者輸出結果

Work: String: 0
Work: String: 1
Work: String: 2
Work: String: 3
Work: String: 4
Work: String: 5
Work: String: 6
Work: String: 7
Work: String: 8
Work: String: 9
Work: String: 10

場景二: 實現佇列FIFO(先進先出),LIFO(先進後出)

 //先進先出(FIFO)
 BlockingCollection<int> bc = new(new ConcurrentQueue<int>());
 bc.Add(1);
 bc.Add(2);
 bc.CompleteAdding();

 //先進後出(LIFO)
 BlockingCollection<int> bc2 = new(new ConcurrentStack<int>());
 bc2.Add(1);
 bc2.Add(2);
 bc2.CompleteAdding();

 bc.Take().Dump("bc1:");
 bc2.Take().Dump("bc2:");

佇列輸出結果

bc ：1 
bc2: 2

這個簡單的案例是想介紹一下其實：BlockingCollection也可以實現佇列的功能

以上就是本期的全部內容啦謝謝大家看到這裡

作者 => 百寶門瞿佑明

原文地址：https://blog.baibaomen.com/c神器blockingcollection類實現c神仙操作/

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