C#集合类(HashTable, Dictionary, ArrayList)与HashTable线程安全

时间:2022-05-06 05:21:21
HashTable中的key/value均为object类型,由包含集合元素的存储桶组成。存储桶是 HashTable中各元素的虚拟子组,与大多数集合中进行的搜索和检索相比,存储桶可令搜索和检索更为便捷。每一存储桶都与一个哈希代码关联,该哈希代码是使用哈希函数生成的并基于该元素的键。HashTable的优点就在于其索引的方式,速度非常快。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合,特别是当数据量特别大的时候,效率差别尤其大。

HashTable的应用场合有:做对象缓存,树递归算法的替代,和各种需提升效率的场合。

    //Hashtable sample
    System.Collections.Hashtable ht = new System.Collections.Hashtable();

    //--Be careful: Keys can't be duplicated, and can't be null----
    ht.Add(1, "apple");
    ht.Add(2, "banana");
    ht.Add(3, "orange");
    
    //Modify item value:
    if(ht.ContainsKey(1))
        ht[1] = "appleBad";

    //The following code will return null oValue, no exception
    object oValue = ht[5];  
    
    //traversal 1:
    foreach (DictionaryEntry de in ht)
    {
        Console.WriteLine(de.Key);
        Console.WriteLine(de.Value);
    }

    //traversal 2:
    System.Collections.IDictionaryEnumerator d = ht.GetEnumerator();
    while (d.MoveNext())
    {
        Console.WriteLine("key:{0} value:{1}", d.Entry.Key, d.Entry.Value);
    }

    //Clear items
    ht.Clear();

Dictionary和HashTable内部实现差不多,但前者无需装箱拆箱操作,效率略高一点。


    //Dictionary sample
    System.Collections.Generic.Dictionary<int, string> fruits =
        new System.Collections.Generic.Dictionary<int, string>();

    fruits.Add(1, "apple");
    fruits.Add(2, "banana");
    fruits.Add(3, "orange");

    foreach (int i in fruits.Keys)
    {
        Console.WriteLine("key:{0} value:{1}", i, fruits);
    }

    if (fruits.ContainsKey(1))
    {
        Console.WriteLine("contain this key.");
    }


ArrayList是一维变长数组,内部值为object类型,效率一般:




    //ArrayList
    System.Collections.ArrayList list = new System.Collections.ArrayList();
    list.Add(1);//object type
    list.Add(2);
    for (int i = 0; i < list.Count; i++)
    {
        Console.WriteLine(list[i]);
    }


HashTable是经过优化的,访问下标的对象先散列过,所以内部是无序散列的,保证了高效率,也就是说,其输出不是按照开始加入的顺序,而Dictionary遍历输出的顺序,就是加入的顺序,这点与Hashtable不同。如果一定要排序HashTable输出,只能自己实现:



    //Hashtable sorting
    System.Collections.ArrayList akeys = new System.Collections.ArrayList(ht.Keys); //from Hashtable
    akeys.Sort(); //Sort by leading letter
    foreach (string skey in akeys)
    {
        Console.Write(skey + ":");
        Console.WriteLine(ht[skey]);
    }
  

HashTable与线程安全:

为了保证在多线程的情况下的线程同步访问安全,微软提供了自动线程同步的HashTable:


如果 HashTable要允许并发读但只能一个线程写, 要这么创建 HashTable实例:


    //Thread safe HashTable
    System.Collections.Hashtable htSyn = System.Collections.Hashtable.Synchronized(new System.Collections.Hashtable());
这样, 如果有多个线程并发的企图写HashTable里面的 item, 则同一时刻只能有一个线程写, 其余阻塞; 对读的线程则不受影响。

  

另外一种方法就是使用lock语句,但要lock的不是HashTable,而是其SyncRoot;虽然不推荐这种方法,但效果一样的,因为源代码就是这样实现的:



    //Thread safe
    private static Hashtable htCache = new Hashtable();

    public static void AccessCache()
    {
        lock (htCache.SyncRoot)
        {
            //Do something
        }
    }