ConcurrentQueue - Thread safe collections in .NET

介紹一下如何使用.Net Framework 4.0開始提供Thread-Safe的集合 - ConcurrentQueue

.NET Framework 4.0 新增System.Collections.Concurrent命名空間，此命名空間中提供多種Thread-Safe的集合，可以搭配TPL (Task Parallel Library) 平行處理的功能來進行運算，很適合用來撰寫多執行緒的應用程式。

ConcurrentQueue Class

MSDN:ConcurrentQueue class

Represents a thread-safe first in-first out (FIFO) collection.

簡單說 concurrent queue是一種設計給多執行同時讀寫時避免自行lock的資料結構。

使用這些執行緒安全(Thread-Safe)類別的好處是不用自行鎖定資源；不管並行CPU的數量有多少；也不用管多執行緒的Race Condition，全交由System.Collections.Concurrent下的類別幫你處理。

這樣我們在開發上只要專心寫我們真的要運作的程式邏輯即可以。

Official Sample Code

// Construct a ConcurrentQueue.
var cq = new ConcurrentQueue<int>();

// Populate the queue.
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    cq.Enqueue(i);
}

// Peek at the first element.
int result;
if (!cq.TryPeek(out result))
{
    Console.WriteLine("CQ: TryPeek failed when it should have succeeded");
}
else if (result != 0)
{
    Console.WriteLine("CQ: Expected TryPeek result of 0, got {0}", result);
}

int outerSum = 0;
// An action to consume the ConcurrentQueue.
Action action = () =>
{
    int localSum = 0;
    int localValue;
    while (cq.TryDequeue(out localValue)) localSum += localValue;
    Interlocked.Add(ref outerSum, localSum);
};

// Start 4 concurrent consuming actions.
Parallel.Invoke(action, action, action, action);
Console.WriteLine("Processor Count = {0}", Environment.ProcessorCount);

Console.WriteLine("outerSum = {0}, should be 49995000", outerSum);
Console.ReadLine();

從上面的範例我們可以知道，我們透過四個併行的action 去執行一次並加總每一個號碼的結果。

最後的結果總和應該為=> (開始+結束)總數/2 => (1+10000)10000/2 => 49995000。

這邊另外附上CPU, Thread與Task之間的關係!