C#中Queue的线程安全问题

本文介绍了在多线程环境中如何确保Queue操作的线程安全性。通过使用Queue.Synchronized方法可以创建同步的Queue对象,并且展示了如何判断一个Queue是否已经被同步。此外,还提供了使用lock关键字来进一步保护Queue不被其他线程访问的方法。

通过集合枚举在本质上不是一个线程安全的过程。甚至在对集合进行同步处理时,其他线程仍可以修改该集合,这会导致枚举数引发异常。若要在枚举过程中保证线程安全,可以在整个枚举过程中锁定集合,或者捕捉由于其他线程进行的更改而引发的异常。

下列示例说明如何同步 Queue、如何确定 Queue 是否同步以及如何使用同步的 Queue。Unity3D教程手册


using System;

  using System.Collections;

  public class SamplesQueue  {

  public static void Main()  {

  // Creates and initializes a new Queue.

  Queue myQ = new Queue();

  myQ.Enqueue( “The” );

  myQ.Enqueue( “quick” );

  myQ.Enqueue( “brown” );

  myQ.Enqueue( “fox” );

  // Creates a synchronized wrapper around the Queue.

  Queue mySyncdQ = Queue.Synchronized( myQ );

  // Displays the sychronization status of both Queues.

  Console.WriteLine( “myQ is {0}.”, myQ.IsSynchronized ? “synchronized” : “not synchronized” );

  Console.WriteLine( “mySyncdQ is {0}.”, mySyncdQ.IsSynchronized ? “synchronized” : “not synchronized” );

  }

  }


通过对比运行结果,可以明显的看出通过Queue.Synchronized方法包装的Queue被同步,没有包装的则没有被同步。可以在实例化处这样声明,


 // Creates a synchronized wrapper around the Queue.

  Queue mySyncdQ = Queue.Synchronized( new Queue());


这样在多线程环境下可以使用Queue的同步对象锁,来防止多线程同时对Queue进行写操作。如果想让其它线程不能访问Queue对象,则可以使用lock(queue),来达到这个目的。
### C# 中 `Queue` 的线程安全性分析 在 .NET Framework 中,标准的 `Queue<T>` 类并不是线程安全的设计。这意味着当多个线程试图同时访问同一个 `Queue<T>` 实例时,可能会引发不可预测的行为或异常。为了确保线程安全,在多线程环境中应当考虑使用其他替代方案。 对于需要在线程间共享并操作的数据结构,.NET Framework 4 提供了一个名为 `ConcurrentQueue<T>` 的线程安全版本队列[^1]。此集合位于 `System.Collections.Concurrent` 命名空间下,并专门设计用于支持高并发场景下的高效读写操作而不必担心同步问题[^2]。 下面通过一段简单的代码对比展示了如何分别使用这两种类型的队列: #### 非线程安全的传统 Queue 使用方法 ```csharp using System; using System.Collections.Generic; class Program { static void Main(string[] args) { var queue = new Queue<int>(); lock (queue) { // 手动锁定以保证线程安全 queue.Enqueue(1); } } } ``` #### 线程安全的 ConcurrentQueue 使用方法 ```csharp using System; using System.Collections.Concurrent; class Program { static void Main(string[] args) { var concurrentQueue = new ConcurrentQueue<int>(); concurrentQueue.Enqueue(1); // 不需额外锁机制即可安全执行 } } ``` 可以看到,在处理多线程环境下的数据存储与检索需求时,推荐优先选用像 `ConcurrentQueue<T>` 这样的专用并发集合类型来简化编程模型并提高程序稳定性。
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