.net并发编程实战 pdf

.NET并发编程实战

.NET并发编程是指在使用.NET框架开发应用程序时，处理多个任务同时执行的技术。在现代计算机系统中，多核处理器已经成为常态，因此利用并发编程可以更好地利用处理器的多个核心，提高应用程序的性能和响应能力。

本文将介绍.NET并发编程的基本概念，以及如何使用.NET框架提供的并发编程工具和技术来实现并发程序。我们将以一个简单的示例代码来说明这些概念和技术。

什么是并发编程

并发编程是指在一个程序中同时执行多个任务的能力。在单核处理器时代，我们可以通过时间片轮转的方式模拟多个任务同时执行的效果。然而，在多核处理器时代，我们可以真正地实现多个任务并行执行，从而提高程序的性能。

并发编程的问题

在并发编程中，一个常见的问题是共享资源的访问冲突。当多个任务同时读写同一个共享资源时，可能会导致数据不一致或者竞态条件的问题。为了解决这个问题，我们可以使用锁机制来保证对共享资源的互斥访问。

.NET提供了多种锁机制，比如Monitor、Mutex和Semaphore。下面是一个使用Monitor实现互斥访问的示例代码：

class Counter
{
    private int value = 0;
    private object lockObj = new object();

    public void Increment()
    {
        lock (lockObj)
        {
            value++;
        }
    }

    public void Decrement()
    {
        lock (lockObj)
        {
            value--;
        }
    }

    public int GetValue()
    {
        lock (lockObj)
        {
            return value;
        }
    }
}

在上面的示例中，lock关键字用来锁定一个对象，保证同一时间只有一个任务可以访问被锁定的代码块。这样就可以避免多个任务同时访问共享资源导致的问题。

并发编程的工具和技术

除了锁机制，.NET还提供了其他一些工具和技术来简化并发编程的实现。下面介绍几个常用的工具和技术：

Task Parallel Library (TPL)

TPL是.NET框架提供的一个并行计算的库，它提供了一系列的并行计算的API和工具。使用TPL可以方便地创建和管理多个任务，并行执行它们。下面是一个使用TPL的示例代码：

using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Task.Run(() => DoTask1());
        Task.Run(() => DoTask2());

        // 等待所有任务完成
        Task.WaitAll();

        Console.WriteLine("所有任务已完成。");
    }

    static void DoTask1()
    {
        // 任务1的实现
    }

    static void DoTask2()
    {
        // 任务2的实现
    }
}

在上面的示例中，我们使用Task.Run方法创建了两个任务，并使用Task.WaitAll方法等待所有任务完成。这样就可以实现任务的并行执行。

并发集合

在并发编程中，我们经常需要处理多个任务对同一个集合进行读写操作的情况。为了简化这个过程，.NET提供了一些并发安全的集合类，比如ConcurrentQueue、ConcurrentStack和ConcurrentDictionary。下面是一个使用ConcurrentDictionary的示例代码：

using System.Collections.Concurrent;

class Program
{
    static ConcurrentDictionary<string, string> dictionary = new ConcurrentDictionary<string, string>();

    static void Main()
    {
        dictionary.TryAdd("key1", "value1");
        dictionary.TryAdd("key2", "value2");

        string value;
        if (dictionary.TryGetValue("key1", out value))
        {
            Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

在上面的示例中，我们使用ConcurrentDictionary类来存储键值对，并使用TryAdd方法添加键值对，使用TryGetValue方法获取值