课时

在本讲里我们会讲清楚为什么像 List<T> 和 Dictionary<TKey, TValue> 这样的普通集合在多线程下会出问题（race conditions），为什么简单的 lock 往往不够，和 System.Collections.Concurrent 里的线程安全集合如何解决这些问题。我们会看几个主要的结构： ConcurrentQueue<T>, ConcurrentStack<T>, ConcurrentBag<T>, ConcurrentDictionary<TKey, TValue>，它们的使用场景（producer–consumer、缓存、对象池）以及如何选择。

我们用 .NET 的线程安全集合讲解 生产者-消费者 模式： ConcurrentQueue<T> (FIFO) 和 ConcurrentStack<T> (LIFO)。你会看到如何使用 Enqueue()/ TryDequeue() 和 Push()/ TryPop()，为什么需要操作的原子性，怎样构建多线程流水线和组织对象池。最后还有应用场景对比，帮你选对数据结构。

我们来讲解两个关键的 .NET 线程安全集合： ConcurrentBag — 一个高速的“袋子”，不保证顺序，针对线程本地访问做了优化；以及 ConcurrentDictionary — 一个高性能的字典，提供原子操作 ( TryAdd, TryUpdate, GetOrAdd, AddOrUpdate)。我们会讨论它们的内部原理、典型场景和实用示例。

我们拆解基于 Concurrent 集合的多线程模式：用 ConcurrentQueue 和 BlockingCollection<T> 实现“生产者—消费者”，通过 CancellationTokenSource 做正确的结束信号，以及关于 Count/ IsEmpty 属性、 ToArray() 方法和迭代的一些重要细节，帮助你写出可靠且可预测的代码。

我们来拆解下 lock-free 和 wait-free 算法是怎么工作的，为什么来自命名空间 System.Collections.Concurrent 的集合在高并发下比普通加 lock 的集合更能扩展，以及 .NET 核心如何通过 System.Threading.Interlocked 和 CAS（ CompareExchange）依赖原子操作。我们会看性能、 contention 的影响，简单看看 ConcurrentQueue<T> 的内部，选择合适的集合用于任务，并讨论一些实用优化建议（ ToArray()， Count，操作分组）。