C#のSynchronizedCollection入門：スレッドセーフなコレクションの基本と活用法

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2024年8月28日2024年11月29日

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C#でマルチスレッドプログラミングを行う際、データの整合性を保つことは重要な課題です。今回は、複数のスレッドから安全にアクセスできる「SynchronizedCollection<T>」について解説します。このコレクションは、並行処理環境でのデータ管理を簡単かつ安全に行うための重要なツールです。

自己紹介

私は新卒でFAシステムの開発会社に入社した２年目エンジニアです。（2024年時点）

私はC#とVBを学習中なのでブログを見返す用のメモ代わりに活用しています。私の知識を共有し、皆様の学習のサポートとなれば幸いです。

SynchronizedCollection<T>とは

SynchronizedCollection<T>は、C#のSystem.Collections.Generic名前空間に含まれる、スレッドセーフなコレクションクラスです。主な特徴は以下の通りです：

スレッドセーフ：複数のスレッドから同時にアクセスしても安全です。
内部的な同期：各操作が自動的に同期されます。
型安全性：ジェネリッククラスのため、特定の型のみを扱えます。

実際にSynchronizedCollection<T>を使用するコード例を見てみましょう：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // SynchronizedCollection<T>の作成
        SynchronizedCollection<int> syncNumbers = new SynchronizedCollection<int>();

        // 複数のスレッドから同時にアクセス
        Task task1 = Task.Run(() => AddNumbers(syncNumbers, 1, 5));
        Task task2 = Task.Run(() => AddNumbers(syncNumbers, 6, 10));

        Task.WaitAll(task1, task2);

        // コレクションの内容を表示
        Console.WriteLine("SynchronizedCollectionの内容:");
        foreach (int number in syncNumbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }

        // 要素数の表示
        Console.WriteLine($"要素数: {syncNumbers.Count}");

        // 要素の存在確認
        int searchNumber = 5;
        if (syncNumbers.Contains(searchNumber))
        {
            Console.WriteLine($"{searchNumber}は含まれています。");
        }

        // 要素の削除
        syncNumbers.Remove(3);

        // 更新後のコレクションを表示
        Console.WriteLine("\n更新後のSynchronizedCollection:");
        foreach (int number in syncNumbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }

    static void AddNumbers(SynchronizedCollection<int> collection, int start, int end)
    {
        for (int i = start; i <= end; i++)
        {
            collection.Add(i);
            Thread.Sleep(100); // 処理の遅延をシミュレート
        }
    }
}

このコードでは、SynchronizedCollection<T>の基本的な操作を示しています：