C#程式編寫高質量代碼改善的157個建議【20-22】[泛型集合、選擇集合、集合的安全]

来源:https://www.cnblogs.com/ljdong7/archive/2019/12/10/12014511.html

建議20、使用泛型集合來替代非泛型集合 http://www.cnblogs.com/aehyok/p/3384637.html 這裡有一篇文章,是我之前專門來介紹泛型的。我們應儘量的使用泛型集合。因為泛型的確有它的好處: 1、提供了類型安全,在編譯期間就可以檢查錯誤 2、更重要的是大部分情況下泛型 ...


 

建議20、使用泛型集合來替代非泛型集合

http://www.cnblogs.com/aehyok/p/3384637.html 這裡有一篇文章,是我之前專門來介紹泛型的。我們應儘量的使用泛型集合。因為泛型的確有它的好處:

1、提供了類型安全,在編譯期間就可以檢查錯誤

2、更重要的是大部分情況下泛型集合的性能比非泛型集合的性能都高很多。

下麵我們來看一段簡單的測試性能的代碼:

複製代碼
class Program
    {
        static int collectionCount = 0;
        static Stopwatch watch = null;
        static int testCount = 10000000;
        static void TestBegin()
        {
            GC.Collect(); ////強制對所有代碼進行即時垃圾回收
            GC.WaitForPendingFinalizers();////掛起線程,執行終結器隊列中的終結器(即析構方法)
            GC.Collect();///再次對所有代碼進行垃圾回收,主要包括從終結器隊列中出來的對象
            collectionCount = GC.CollectionCount(0);///返回在0代中執行的垃圾回收次數
            watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
        }

        static void TestEnd()
        {
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("耗時:{0}",watch.ElapsedMilliseconds.ToString());
            Console.WriteLine("垃圾回收次數:{0}", GC.CollectionCount(0) - collectionCount);
        }
        static void TestArrayList()
        {
            ArrayList arrayList = new ArrayList();
            int temp = 0;
            for (int i = 0; i < testCount; i++)
            {
                arrayList.Add(i);
                temp = (int)arrayList[i];
            }
            arrayList = null;
        }

        static void TestGenericList()
        {
            List<int> list = new List<int>();
            int temp = 0;
            for (int i = 0; i < testCount; i++)
            {
                list.Add(i);
                temp = list[i];
            }
            list = null;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("開始測試ArrayList");
            TestBegin();
            TestArrayList();
            TestEnd();
            Console.WriteLine("開始測試List<T>");
            TestBegin();
            TestGenericList();
            TestEnd();
            Console.ReadLine();
        }
    }
複製代碼

執行結果如下

   我上面測試的次數是10000000,可以發現,兩者在垃圾回收次數和耗時都差距比較大,所以泛型集合有著非泛型集合無法超越的優勢。所以還是儘量在我們的程式中使用泛型集合吧。

建議21、選擇正確的集合

 http://www.cnblogs.com/aehyok/p/3643928.html這裡有一篇我剛寫的關於集合的博文,主要是簡單介紹了一下關於自己使用比較頻繁的幾個集合。

如果集合的數目固定並且不涉及轉型,使用數組效率高,否則就是使用List<T>。

像使用數組、ArrayList、List<T>、Dictionary<key,value>這些集合的有點就是插入和刪除數據效率比較高,缺點就是查找的效率相對來說低一些。

關於隊列可以參考http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/System.Collections.Queue(v=vs.80).aspx

關於棧可以參考http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/System.Collections.Stack(v=vs.110).aspx

建議22、確保集合的線性安全

   建議18中提到,foreach迴圈不能代替for迴圈的一個原因是在迭代過程中對集合本身進行了增刪操作。將此場景移植到多線程場景中,就是本建議要闡述的重點:確保集合的線程安全。集合線程安全是指在多個線程上添加活刪除元素時,線程之間必須保持同步。

  下麵我們來通過實例來更詳細的查看一下,先簡單定義一個實體類

    public class Person
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }
複製代碼
       static List<Person> list = new List<Person>() 
        { 
            new Person(){ Name="aehyok",Age=25},
            new Person(){Name="Kris",Age=23},
            new Person(){Name="Leo",Age=26}
        };
        static AutoResetEvent autoSet = new AutoResetEvent(false);
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread t1 = new Thread(() => 
            {
                ///阻止當前線程
                autoSet.WaitOne();   
                foreach (var item in list)
                {
                    Console.WriteLine("t1:"+item.Name);
                    Thread.Sleep(1000);
                }
            });
            t1.Start();

            Thread t2 = new Thread(() => 
            { 
                ///通知t1可以執行代碼
                autoSet.Set();
                Thread.Sleep(1000);
                list.RemoveAt(2);
            });
            t2.Start();

            Console.ReadLine();
        }
複製代碼

再來簡單分析一下這段代碼,其實就是閑定義了一個List集合,然後又定義了一個 AutoRestEvent的實例,用於控制線程的。

接下來在Main函數中定義了兩個線程,線上程一中將線程一暫停,然後當調用線程二的時候再來通知線程一繼續運行。最終運行結果

 

主要是因為線程一在暫停之後,開始運行線程二隨即線程一得到通知可以繼續運行,通過代碼可以發現都有Thread.Sleep(1000);也就是為了保證兩個線程都還在運行期間,線程二移除了集合中的一個元素,那麼當線程一再次迴圈的時候,導致了錯誤的發生。

早在泛型集合出現之前,非泛型集合一般會提供一個SyncRoot屬性,要保證非泛型集合的線程安全,可以通過鎖定該屬性來實現。如果上面的集合用ArrayList代替,保證線程安全則應該在迭代和刪除的時候都加上鎖lock,代碼如下所示:

複製代碼
        static ArrayList list = new ArrayList() 
        { 
            new Person(){ Name="aehyok",Age=25},
            new Person(){Name="Kris",Age=23},
            new Person(){Name="Leo",Age=26}
        };
        static AutoResetEvent autoSet = new AutoResetEvent(false);
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread t1 = new Thread(() => 
            {
                ///阻止當前線程
                autoSet.WaitOne();
                lock (list.SyncRoot)
                {
                    foreach (Person item in list)
                    {
                        Console.WriteLine("t1:" + item.Name);
                        Thread.Sleep(1000);
                    }
                }

            });
            t1.Start();

            Thread t2 = new Thread(() => 
            { 
                ///通知t1可以執行代碼
                autoSet.Set();
                Thread.Sleep(1000);
                lock (list.SyncRoot)
                {
                    list.RemoveAt(2);
                }
                
            });
            t2.Start();

            Console.ReadLine();
        }
複製代碼

運行結果就是線程一執行通過

如果你試過,那麼會發現泛型集合沒有這樣的屬性來進行加鎖,必須要自己創建一個鎖定對象來完成同步的任務。

所以第一個例子我們可以這樣進行修改

複製代碼
 static List<Person> list = new List<Person>() 
        { 
            new Person(){ Name="aehyok",Age=25},
            new Person(){Name="Kris",Age=23},
            new Person(){Name="Leo",Age=26}
        };
        static object SyncObject = new object();
        static AutoResetEvent autoSet = new AutoResetEvent(false);
        static void Main(string[] args)
        {
            Thread t1 = new Thread(() => 
            {
                ///阻止當前線程
                autoSet.WaitOne();
                lock (SyncObject)
                {
                    foreach (var item in list)
                    {
                        Console.WriteLine("t1:" + item.Name);
                        Thread.Sleep(1000);
                    }
                }
            });
            t1.Start();
            Thread t2 = new Thread(() => 
            { 
                ///通知t1可以執行代碼
                autoSet.Set();
                Thread.Sleep(1000);
                lock (SyncObject)
                {
                    list.RemoveAt(2);
                } 
            });
            t2.Start();

            Console.ReadLine();
        }

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