【C#高级编程（集合2）】 C#高级编程之实现队列读写操作

队列】队列对元素操作是实现出队和入队的原则，又遵循先进先出准则：即先放进队列中的元素先取出来，这个好比咱们在学校或公司排队买饭，排在前面的先买到饭，先买到的先离开。诸如此类的例子很多了。而且队列操作在一些业务逻辑上很重要，就像文件管理操作也可以用队列实现，待会咱们再用实例演示并加以分析。还有一点就是你在队列放入一些元素，初始化会分配一个n个大小的空间，当空间不足时候，会自动增长，并且是上一次的两倍大小。假如第一次分配n，第二次就是2n，第三次就是4n...这个符合集合分配方式，故队列也是集合一种！

【实例演示】下面做一个文档管理来演示Queue<T>，一个线程文档添加队列，另一个线程读取队列。这里面涉及几个类：

Document类:对文档属性和构造方法定义

DocumentManager类:数据入队出队即文档管理

ProcessDocuments类:单独线程处理队列中的文档

【涉及演示思想】

      本实例想通过文档操作,在队列中写入读取数据,然后咱们借助线程堆文档处理,以及客户端如何调用.以前对队列只是理论方法,不会具体使用,线程这次也派生用场.一例子多用.在Document类通过定义文档题目和文档内容和一个带参构造函数,对文档类设置.在DocumentManager类中通过AddDocument方法中队列的Enqueue方法写进去数据,记得加锁,在GetDocument方法中加锁实现Dequeue方法读取.当然还有判断什么时候队列为空,通过IsDocmentAvailiable判断对中总是是否小于0来判断是否为空.最后在ProcessDocuments类中,要想从外部启动进程必须使用start方法,注意,使用前先实例一个进程.利用ProcessDocuments类来启动线程.不过,run来启动线程方法.直到队列中数据为空,跳出while循环,终止进程.

【几个队列常用方法】

Enqueue:队列一端添加元素

Dequeue:头部取数据和删除，数据取空抛出异常

Peek：头部取数据，不删除

Count：队列元素个数

TrimExcess：Dequeue或Peek取数据，但不会删除队列内存大小，通过此方法重新设置容量，从头部去除空元素。

Contains：确定队列是否包含某个元素

CopyTo：元素从队列复制一个已有的数组中

TpArray：包含队列中新数组

1 队列中属性和构造函数设置：文档题目，内容，含参构造函数

/// <summary>
    /// 队列中属性和构造函数设置
    /// </summary>
    public  class Document
    {
        public string title { get; set; }
        public string content { get; set; }
        public Document(string title, string content)
        {
            this.title = title;
            this.content = content;
        }
    }

2 读取文档操作即文档管理：实例化队列，并对其进行入队，出队，判断为空方法操作

/// <summary>
    /// 读取文档操作即文档管理
    /// </summary>
    public class DocumentManager
    {
        private readonly Queue<Document> documentQueue=new Queue<Document>();
        public void AddDocument(Document doc)
        {
            lock(this)
            {
                documentQueue.Enqueue(doc);
            }
        }
        public Document GetDocument()
        {
            Document doc = null;
            lock (this)
            {
                doc = documentQueue.Dequeue();
            }
            return doc;
        }
        public bool IsDoctumentAvailable
        {
            get { return documentQueue.Count > 0; }
        }
    }

3 单独线程处理队列中的文档：设置含对象参数的构造函数，run方法启动线程，start方法外部启动线程

/// <summary>
    /// 单独线程处理队列中的文档
    /// </summary>
    public class ProcessDocuments
    {
        private DocumentManager documentManager;
        public ProcessDocuments(DocumentManager dm)
        {
            this.documentManager = dm;
        }
        public static void Start(DocumentManager dm)
        {
            new Thread(new ProcessDocuments(dm).Run).Start();
        }
        public void Run()
        {
            while (true)
            {
                if (documentManager.IsDoctumentAvailable)
                {
                    Document doc = documentManager.GetDocument();
                    Console.WriteLine("线程 目录{0}", doc.title);
                }
                Thread.Sleep(new Random().Next(20));
            }
        }
    }

4 客户端调用：实例化文档管理方法，启动线程，两个线程添加读取数据

static void Main(string[] args)
        {
            DocumentManager dm = new DocumentManager();
            ProcessDocuments.Start(dm);
            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                Document doc = new Document("题目：" + i.ToString(), "内容：");
                dm.AddDocument(doc);
                Console.WriteLine("添加 题目 {0}", doc.title);
                Thread.Sleep(new Random().Next(20));
            }
            Console.ReadKey();
        }

运行结果】岑参不齐的显示数据,一个线程添加,一个线程读取的原因.添加线程添加一个资源后,会释放资源,读取线程会读取.但是他们不是交替的,而是无规律的读取方式

【疑问和总结】为什么读取两个线程?到底机制在何处?

分析一:ProcessDocuments类中start方法来启动线程,如下操作会正常运行的.

        public static void Start(DocumentManager dm)
        {
            new Thread(new ProcessDocuments(dm).Run).Start();
        }

分析二:假如start方法中如下设置,先实例化,在启动线程,最后外部方法调用线程,结果如何?

       public static void Start(DocumentManager dm)
        {
            ProcessDocuments pd = new ProcessDocuments(dm);
            pd.Run();
            new Thread(pd).Start();
          }

分析结果:分析一正常运行,分析二报错.因为start启动前需要实例化一个新线程.调用run方法.分析二传入的只是一个对象.

到此,关于队列操作已经结束.