基于C#实现的轻量级多线程队列图文详解

基于C#实现的轻量级多线程队列

简介

本文将介绍如何使用C#实现一个轻量级多线程队列，用于在高并发场景下，实现多线程之间的任务分发，以提高程序的效率。该队列使用了ConcurrentQueue和ManualResetEvent两个工具实现。

实现步骤

1. 创建一个实现了IDisposable接口的队列类ThreadQueue，并在该类中定义私有字段：

private ConcurrentQueue<Action> actionQueue;
private ManualResetEventSlim slim;

其中，ConcurrentQueue用于存储需要执行的任务，ManualResetEventSlim用于线程同步。

1. 在ThreadQueue类的构造函数中初始化以上两个字段：

public ThreadQueue()
{
     this.actionQueue = new ConcurrentQueue<Action>();
     this.slim = new ManualResetEventSlim(true);
}

其中，ManualResetEventSlim的初始化参数为true，表示队列为空时，等待线程不会阻塞。

1. 实现任务入队方法Enqueue：

public void Enqueue(Action item)
{
     if (item == null) return;
     this.actionQueue.Enqueue(item);
     this.slim.Reset();
}

Enqueue方法将任务加入队列，并在队列不为空时，将ManualResetEventSlim置为非终止状态（即等待线程阻塞）。

1. 实现任务出队方法Dequeue：

public Action Dequeue()
{
     this.slim.Wait();
     this.actionQueue.TryDequeue(out Action item);
     if (this.actionQueue.IsEmpty)
     {
          this.slim.Set();
     }
     return item;
}

Dequeue方法首先等待队列不为空（即有任务需要执行），然后从队列中取出一个任务并返回。在队列为空时，将ManualResetEventSlim置为终止状态（即等待线程不阻塞）。

1. 实现清空队列方法Clear:

public void Clear()
{
     this.actionQueue = new ConcurrentQueue<Action>();
     this.slim = new ManualResetEventSlim(true);
}

在清空队列时，需要将原先的ConcurrentQueue和ManualResetEventSlim实例化一个新的。

1. 最后，在使用完队列后，需要调用Dispose方法释放资源：

public void Dispose()
{
     this.slim?.Dispose();
}

示例

示例1：添加任务

ThreadQueue queue = new ThreadQueue();
queue.Enqueue(() => Console.WriteLine("Task1"));
queue.Enqueue(() => Console.WriteLine("Task2"));

以上代码表示向队列中添加了两个任务：分别输出Task1和Task2的文本。

示例2：执行任务

while (true)
{
     Action task = queue.Dequeue();
     if (task != null)
     {
          task.Invoke();
     }
     else
     {
          break;
     }
}

以上代码表示循环从队列中取出一个任务并执行，直到队列为空为止。

总结

本文介绍了如何使用C#实现一个轻量级多线程队列，通过代码实现任务的入队、出队、清空等操作，并给出了两个简单的示例。本队列适用于高并发场景下，将任务分发给多个线程执行，以提高程序效率。