Страница 472 из 502

C# 4.0: полное руководство

Шилдт Герберт

Как видите, в нескольких классах параллельных коллекций реализуется интерфейс IProducerConsumerCollection. Этот интерфейс также определен в пространстве имен System.Collections.Concurrent. Он служит в качестве расширения интерфейсов IEnumerable, IEnumerable<T> и ICollection. Кроме того, в нем определены методы TryAdd() и TryTake(), поддерживающие шаблон "поставщик-потребитель". (Классический шаблон "поставщик-потребитель" отличается решением двух задач. Первая задача производит элементы коллекции, а другая потребляет их.) Метод TryAdd() пытается добавить элемент в коллекцию, а метод TryTake() — удалить элемент из коллекции. Ниже приведены формы объявления обоих методов.

bool TryAdd(Т item)

bool TryTake(out T item)

Метод TryAdd() возвращает логическое значение true, если в коллекцию добавлен элемент item. А метод TryTake() возвращает логическое значение true, если элемент item удален из коллекции. Если метод TryAdd() выполнен успешно, то элемент item будет содержать объект. (Кроме того, в интерфейсе IProducerConsumerCollection указывается перегружаемый вариант метода CopyTo(), определяемого в интерфейсе ICollection, а также метода ТоАггау(), копирующего коллекцию в массив.)

Параллельные коллекции зачастую применяются в комбинации с библиотекой распараллеливания задач (TPL) или языком PLINQ. В силу особого характера этих коллекций все их классы не будут рассматриваться далее подробно. Вместо этого на конкретных примерах будет дан краткий обзор класса BlockingCollection<T>. Усвоив основы построения класса BlockingCollection<T>, вы сможете без особого труда разобраться и в остальных классах параллельных коллекций.

В классе BlockingCollection<T>, по существу, реализуется блокирующая очередь. Это означает, что в такой очереди автоматически устанавливается ожидание любых попыток вставить элемент в коллекцию, когда она заполнена, а также попыток удалить элемент из коллекции, когда она пуста. Это идеальное решение для тех ситуаций, которые связаны с применением шаблона "поставщик-потребитель". В классе BlockingCollection<T> реализуются интерфейсы ICollection, IEnumerable, IEnumerable<T>, а также IDisposable.

В классе BlockingCollection<T> определяются следующие конструкторы.

public BlockingCollection()

public BlockingCollection(int boundedCapacity)

public BlockingCollection(IProducerConsumerCollection<T> collection)

public BlockingCollection(IProducerConsumerCollection<T> collection,

int boundedCapacity)

В двух первых конструкторах в оболочку класса BlockingCollection<T> заключается коллекция, являющаяся экземпляром объекта типа ConcurrentQueue<T>. А в двух других конструкторах можно указать коллекцию, которая должна быть положена в основу коллекции типа BlockingCollection<T>. Если указывается параметр boundedCapacity, то он должен содержать максимальное количество объектов, которые коллекция должна содержать перед тем, как она окажется заблокированной. Если же параметр boundedCapacity не указан, то коллекция оказывается неограниченной.

Помимо методов TryAdd() и TryTake(), определяемых параллельно с теми, что указываются в интерфейсе IProducerConsumerCollection<T>, в классе BlockingCollection<T> определяется также ряд собственных методов. Ниже представлены методы, которые будут использоваться в приведенных далее примерах.

public void Add(T item)

public T Take()

Когда метод Add() вызывается для неограниченной коллекции, он добавляет элемент item в коллекцию и затем возвращает управление вызывающей части программы. А когда метод Add() вызывается для ограниченной коллекции, он блокирует доступ к ней, если она заполнена. После того как из коллекции будет удален один элемент или больше, указанный элемент item будет добавлен в коллекцию, и затем произойдет возврат из данного метода. Метод Таке() удаляет элемент из коллекции и возвращает управление вызывающей части программы. (Имеются также варианты обоих методов, принимающие в качестве параметра признак задачи как экземпляр объекта типа CancellationToken.)

Применяя методы Add() и Таке(), можно реализовать простой шаблон "поставщик-потребитель", как показано в приведенном ниже примере программы. В этой программе создается поставщик, формирующий символы от А до Z, а также потребитель, получающий эти символы. При этом создается коллекция типа BlockingCollection<T>, ограниченная 4 элементами.

// Простой пример коллекции типа BlockingCollection.

using System;

using System.Threading.Tasks;

using System.Threading;

using System.Collections.Concurrent;

class BlockingDemo {

static BlockingCollection<char> bc;

// Произвести и поставить символы от А до Z.

static void Producer() {