SynchronizedCollection和 SynchronizedCollection之间有什么区别？和其他并发集合？

Question

SynchronizedCollection 和 System.Collections.Concurrent 命名空间中的并发集合有何不同，除了并发集合是一个命名空间而 SynchronizedCollection是一个命名空间之外。 T> 是一个类？

SynchronizedCollection 和并发集合中的所有类都提供线程安全集合。我如何决定何时使用其中一种而不是另一种，为什么？

Answer 1

SynchronizedCollection类首先在.NET 2.0中引入，以提供线程安全的集合类。它通过锁定来完成此操作，因此您实际上有一个 List，其中每个访问都包含在 lock 语句中。

System.Collections.Concurrent 命名空间要更新得多。它直到 .NET 4.0 才被引入，它包括一组经过大幅改进且更加多样化的选择。这些类不再使用锁来提供线程安全性，这意味着它们应该在多个线程同时访问其数据的情况下更好地扩展。然而，这些选项中明显缺少实现 IList接口的类。

因此，如果您的目标是 .NET Framework 4.0 版本，则应尽可能使用 System.Collections.Concurrent 命名空间提供的集合之一。就像在 System.Collections.Generic 命名空间，您需要选择一个其功能和特性最适合您的特定需求的命名空间。

如果您的目标是旧版本的 .NET Framework 或需要一个实现 IList 接口的集合类，则必须选择 SynchronizedCollection< /代码> 类。

MSDN 上的这篇文章也值得一读：何时使用线程安全集合< /a>

Answer 2

SynchronizedCollection是同步的 列表。这是一个可以在一秒钟内设计出来的概念，可以是 在大约一小时内完全实施。只需将 List 的每个方法包装在 lock (this) 中，就完成了。现在您有了一个线程安全的集合，它可以满足多线程应用程序的所有需求。但事实并非如此。

一旦您尝试用 SynchronizedCollection 做任何重要的事情，它的缺点就会变得明显。特别是当您尝试将集合的两个或多个方法组合起来进行概念上的单一操作时。然后您意识到该操作不是原子的，并且如果不诉诸显式同步就无法使其成为原子的（锁定 SyncRoot 集合的属性），这破坏了集合的整体目的。一些示例：

1. 确保集合包含唯一元素：if (!collection.Contains(x)) collection.Add(x);。这段代码不能保证任何事情。 Contains 和 Add 之间固有的竞争条件允许出现重复。
2. 确保集合最多包含 N 个元素：if (collection.Count < N) collection.Add(x);。 Count 和 Add 之间的竞争条件允许集合中存在超过 N 个元素。
3. 将 "Foo" 替换为 "Bar"：int index = collection.IndexOf("Foo"); if (index >= 0) 集合[index] = "Bar";.当线程读取index时，它的值立即失效。另一个线程可能会以 index 指向某个其他元素的方式更改集合，或者它超出范围。

此时您意识到多线程比您最初想象的要求更高。在现有集合的 API 周围添加同步层并不能解决问题。您需要一个专为多线程使用而设计的集合，并且具有反映此设计的 API。这就是引入并发集合 在 .NET Framework 4.0 中。

并发集合，例如 ConcurrentQueue< ;T> 和 ConcurrentDictionary是高度复杂的组件。它们比笨拙的 SynchronizedCollection 复杂几个数量级。它们配备了非常适合多线程环境的特殊原子 API（TryDequeue、GetOrAdd、AddOrUpdate 等），并且还具有旨在最大限度地减少大量使用情况下的争用。在内部，它们采用无锁、低锁和粒度锁技术。学习如何使用这些集合需要一些研究。它们不是非并发对应项的直接替代品。

注意：SynchronizedCollection 的枚举不同步。使用 GetEnumerator 获取枚举器是同步的，但使用枚举器则不是。因此，如果一个线程执行 foreach (var item in collection)，而另一个线程以任何方式改变集合（Add、Remove 等），程序的行为是未定义的。枚举 SynchronizedCollection 的安全方法是获取集合的快照，然后枚举该快照。获取快照并不简单，因为它涉及两个方法调用（Count getter 和 CopyTo)，因此需要显式同步。注意 LINQ ToArray< /a> 运算符，它本身不是线程安全的。下面是 SynchronizedCollection 类的安全 ToArraySafe 扩展方法：

/// <summary>Copies the elements of the collection to a new array.</summary>
public static T[] ToArraySafe<T>(this SynchronizedCollection<T> source)
{
    ArgumentNullException.ThrowIfNull(source);
    lock (source.SyncRoot)
    {
        T[] array = new T[source.Count];
        source.CopyTo(array, 0);
        return array;
    }
}