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使用C#中的Dictionary與ConcurrentDictionary進行多線程操作

在C#中，Dictionary是一個常見的字典類型，但它不是線程安全的。為了在多線程環境中確保安全的操作，我們可以使用ConcurrentDictionary，這是一個專門設計用于多線程場景的線程安全字典。uq228資訊網——每日最新資訊28at.com

1. 使用Dictionary進行非線程安全操作

首先，我們來看一個使用普通的Dictionary的例子。在這個例子中，我們創建一個Dictionary對象，然后通過多個線程同時進行讀取和寫入操作，以演示潛在的線程安全問題。uq228資訊網——每日最新資訊28at.com

using System;using System.Collections.Generic;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;class Program{    static void Main()    {        // 創建一個非線程安全的 Dictionary        Dictionary<int, string> regularDictionary = new Dictionary<int, string>();        // 啟動多個線程對字典進行讀取和寫入操作        List<Task> tasks = new List<Task>();        for (int i = 0; i < 10; i++)        {            int key = i;            tasks.Add(Task.Run(() =>            {                // 讀取和寫入操作                RegularDictionaryExample(regularDictionary, key);            }));        }        // 等待所有任務完成        Task.WaitAll(tasks.ToArray());        Console.WriteLine("Regular Dictionary:");        PrintDictionary(regularDictionary);        Console.ReadLine();    }    // 非線程安全的字典操作示例    static void RegularDictionaryExample(Dictionary<int, string> dictionary, int key)    {        if (dictionary.ContainsKey(key))        {            Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}: Key {key} already exists. Value: {dictionary[key]}");        }        else        {            dictionary[key] = $"Value from Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}";            Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}: Key {key} added.");        }    }    // 打印字典內容    static void PrintDictionary<T, U>(Dictionary<T, U> dictionary)    {        foreach (var kvp in dictionary)        {            Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");        }    }}

2. 使用ConcurrentDictionary進行線程安全操作

接下來，我們使用ConcurrentDictionary來解決線程安全問題。ConcurrentDictionary提供了內置的線程安全機制，避免了多線程同時訪問時的問題。uq228資訊網——每日最新資訊28at.com

using System;using System.Collections.Concurrent;using System.Threading;using System.Threading.Tasks;class Program{    static void Main()    {        // 創建一個線程安全的 ConcurrentDictionary        ConcurrentDictionary<int, string> concurrentDictionary = new ConcurrentDictionary<int, string>();        // 啟動多個線程對字典進行讀取和寫入操作        List<Task> tasks = new List<Task>();        for (int i = 0; i < 10; i++)        {            int key = i;            tasks.Add(Task.Run(() =>            {                // 讀取和寫入操作                ConcurrentDictionaryExample(concurrentDictionary, key);            }));        }        // 等待所有任務完成        Task.WaitAll(tasks.ToArray());        Console.WriteLine("/nConcurrent Dictionary:");        PrintDictionary(concurrentDictionary);        Console.ReadLine();    }    // 線程安全的字典操作示例    static void ConcurrentDictionaryExample(ConcurrentDictionary<int, string> dictionary, int key)    {        string value = dictionary.GetOrAdd(key, k => $"Value from Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");        Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}: Key {key} {((value == null) ? "added" : "already exists")}. Value: {value}");    }    // 打印字典內容    static void PrintDictionary<T, U>(ConcurrentDictionary<T, U> dictionary)    {        foreach (var kvp in dictionary)        {            Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");        }    }}

• Dictionary問題： 普通的Dictionary在多線程環境中可能導致數據不一致或異常，因為它不提供線程安全性。
• ConcurrentDictionary解決方案： ConcurrentDictionary是專為多線程設計的，通過提供內置的線程安全機制，確保在多線程環境中對字典進行安全的讀取和寫入操作。
• GetOrAdd方法： ConcurrentDictionary的GetOrAdd方法是線程安全的讀取和寫入的原子操作，可以安全地在多線程環境中使用。

通過選擇適當的字典類型，可以確保在多線程應用程序中有效地管理數據，避免潛在的線程安全問題。uq228資訊網——每日最新資訊28at.com

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