对于 Task 并行操作所遇到的问题

直接贴代码:

class Program
    {
        static List<TcpClient> list = new List<TcpClient>();
        static string msg = "我是测试数据。";
        static DynamicBufferManager buffer = new DynamicBufferManager(0);

        static void Main(string[] args)
        {
            buffer.WriteInt32(Encoding.UTF8.GetByteCount(msg), true);
            buffer.WriteString(msg);
            Console.WriteLine("输入创建的链接数目:");
            int num = int.Parse(Console.ReadLine());
            Console.WriteLine("正在创建连接...");
            for (int i = 0; i < num; i++)
            {
                list.Add(new TcpClient("192.168.0.131", 22222) { SendBufferSize = 1024 * 10 * 10 });
            }
            Console.WriteLine("创建连接成功,开始循环发送数据!");

            int j = 1;
            for(int i = 0;i<20;i++)
            {
                Thread.Sleep(1000);
                Parallel.ForEach(list, item =>
                {
                    item.Client.Send(buffer.Buffer);
                });
                Console.WriteLine("第{0}次发送完成!", j);
                j++;
            }
            Console.WriteLine("全部发送完成!");
            Console.ReadKey();
        }
    }

以上操作最后创建的链接数目并不是你实际指定的数目,因为在没有保障线程安全和串行化的运行下,实际得到的数目肯定会有差异。我们可以尝试给list.Add添加一个lock互斥锁,但是锁的引入,带来了一定的开销和性能的损耗,并降低了程序的扩展性,在并发编程中显然不适用。

在.Net 4以后,微软提供了新的线程安全和扩展的并发集合,它们能够解决潜在的死锁问题和竞争条件问题,因此在很多复杂的情形下它们能够使得并行代码更容易编写,这些集合尽可能减少需要使用锁的次数,从而使得在大部分情形下能够优化为最佳性能,不会产生不必要的同步开销。

他们在命名空间System.Collections.Concurrent当中,分别有以下几类:

  1. BlockingCollection 与经典的阻塞队列数据结构类似,能够适用于多个任务添加和删除数据,提供阻塞和限界能力。
  2. ConcurrentBag 提供对象的线程安全的无序集合
  3. ConcurrentDictionary 提供可有多个线程同时访问的键值对的线程安全集合
  4. ConcurrentQueue 提供线程安全的先进先出集合
  5. ConcurrentStack 提供线程安全的后进先出集合

这些集合通过使用比较并交换和内存屏障等技术,避免使用典型的互斥重量级的锁,从而保证线程安全和性能。

在这里我们仅仅需要将static List<TcpClient> list = new List<TcpClient>();变成static ConcurrentBag<TcpClient> list = new ConcurrentBag<TcpClient>();即可。