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

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);
     }


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
         }
     }