C#集合类(HashTable, Dictionary, ArrayList)与HashTable线程安全

HashTable 中的 key/value均为 object类型，由包含集合元素的存储桶组成。存储桶是 HashTable中各元素的虚拟子组，与大多数集合中进行的搜索和检索相比，存储桶可令搜索和检索更为便捷。每一存储桶都与一个哈希代码关联，该哈希代码是使用哈希函数生成的并基于该元素的键。 HashTable的优点就在于其索引的方式，速度非常快。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合，特别是当数据量特别大的时候，效率差别尤其大。

HashTable的应用场合有：做对象缓存，树递归算法的替代，和各种需提升效率的场合。

    // 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内部实现差不多，但前者无需装箱拆箱操作，效率略高一点。

    // 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 是一维变长数组，内部值为 object类型，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是经过优化的，访问下标的对象先散列过，所以内部是无序散列的，保证了高效率，也就是说，其输出不是按照开始加入的顺序，而 Dictionary遍历输出的顺序，就是加入的顺序，这点与 Hashtable不同。如果一定要排序 HashTable输出，只能自己实现：

    // 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 与线程安全 ：

为了保证在多线程的情况下的线程同步访问安全，微软提供了自动线程同步的 HashTable:

如果 HashTable 要允许并发读但只能一个线程写 , 要这么创建 HashTable 实例 :

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

这样 , 如果有多个线程并发的企图写 HashTable 里面的 item, 则同一时刻只能有一个线程写 , 其余阻塞 ; 对读的线程则不受影响。

 

另外一种方法就是使用 lock 语句，但要 lock 的不是 HashTable ，而是其 SyncRoot ；虽然不推荐这种方法，但效果一样的，因为源代码就是这样实现的 :

//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 等同于 (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 );

    }

}