C#使用泛型队列Queue实现生产消费模式

一、概述

生产消费模式是一种常用的多线程编程模型，生产者不断向队列中添加任务，消费者从队列中取出任务进行处理。生产者和消费者在不同的线程中运行，通过队列实现线程之间的协作。在 C# 中，可以使用泛型队列 Queue 来实现生产消费模式。本文将详细介绍如何使用 C# 中的泛型队列 Queue 实现生产消费模式。

二、生产消费模式实现步骤

1. 创建泛型队列 Queue

Queue<Task> taskQueue = new Queue<Task>();

1. 创建生产者线程

在生产者线程中，可以使用 Enqueue 方法向队列中添加任务。

Thread producerThread = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        // 创建任务
        Task task = CreateTask();

        // 添加任务到队列
        lock (taskQueue)
        {
            taskQueue.Enqueue(task);
            Monitor.Pulse(taskQueue);
        }

        // 休眠一定时间
        Thread.Sleep(100);
    }
});

producerThread.Start();

1. 创建消费者线程

在消费者线程中，可以使用 Dequeue 方法从队列中取出任务进行处理。如果队列中的任务为空，可以调用 Monitor.Wait 方法等待生产者线程向队列中添加任务。

Thread consumerThread = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        Task task;

        lock (taskQueue)
        {
            while (taskQueue.Count == 0)
            {
                Monitor.Wait(taskQueue);
            }

            task = taskQueue.Dequeue();
        }

        // 处理任务
        HandleTask(task);
    }
});

consumerThread.Start();

三、示例说明

下面是两个示例，分别演示如何使用泛型队列 Queue 实现生产消费模式。

1. 生产者向队列中添加随机数，消费者从队列中取出随机数并计算累加和。

private static Queue<int> numberQueue = new Queue<int>();
private static int sum = 0;

private static Thread producerThread = new Thread(() =>
{
    Random random = new Random();
    while (true)
    {
        int number = random.Next(100);
        lock (numberQueue)
        {
            numberQueue.Enqueue(number);
            Monitor.Pulse(numberQueue);
        }
        Thread.Sleep(100);
    }
});

private static Thread consumerThread = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        int number;
        lock (numberQueue)
        {
            while (numberQueue.Count == 0)
            {
                Monitor.Wait(numberQueue);
            }
            number = numberQueue.Dequeue();
        }
        sum += number;
    }
});

public static void Main()
{
    producerThread.Start();
    consumerThread.Start();

    Thread.Sleep(1000);

    Console.WriteLine(sum);
}

1. 生产者向队列中添加字符串，消费者从队列中取出字符串并输出。

private static Queue<string> stringQueue = new Queue<string>();

private static Thread producerThread = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        string str = Console.ReadLine();
        lock (stringQueue)
        {
            stringQueue.Enqueue(str);
            Monitor.Pulse(stringQueue);
        }
    }
});

private static Thread consumerThread = new Thread(() =>
{
    while (true)
    {
        string str;
        lock (stringQueue)
        {
            while (stringQueue.Count == 0)
            {
                Monitor.Wait(stringQueue);
            }
            str = stringQueue.Dequeue();
        }
        Console.WriteLine(str);
    }
});

public static void Main()
{
    producerThread.Start();
    consumerThread.Start();

    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
}

以上就是使用泛型队列 Queue 实现生产消费模式的完整攻略，希望能对你有所帮助。