C#でListDictionaryへの同期アクセスを取得するには？SyncRootとlockの使い方を解説

C#のListDictionaryに対して同期（スレッドセーフ）なアクセスを行うには、SyncRootプロパティをlockステートメントでロックします。これにより、複数のスレッドから同時にコレクションへアクセスしても、列挙中にコレクションが変更されることによる不整合や例外を防ぐことができます。

なお、ListDictionaryは既定では同期されておらず、IsSynchronizedプロパティはfalseを返します。そのため、マルチスレッド環境で安全に操作したい場合は、必ずlock(dict.SyncRoot)で処理を保護する必要があります。

コード例1：基本となる同期アクセスの実装

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Specialized;

public class Demo {
   public static void Main() {
      ListDictionary dict = new ListDictionary();
      dict.Add("1", "SUV");
      dict.Add("2", "Sedan");
      dict.Add("3", "Utility Vehicle");
      dict.Add("4", "Compact Car");
      dict.Add("5", "SUV");
      dict.Add("6", "Sedan");
      dict.Add("7", "Utility Vehicle");
      dict.Add("8", "Compact Car");
      dict.Add("9", "Crossover");
      dict.Add("10", "Electric Car");

      Console.WriteLine("ListDictionary elements...");
      foreach(DictionaryEntry d in dict) {
         Console.WriteLine(d.Key + " " + d.Value);
      }

      Console.WriteLine("\nIs the ListDictionary having fixed size? = "+dict.IsFixedSize);
      Console.WriteLine("If ListDictionary read-only? = "+dict.IsReadOnly);
      Console.WriteLine("Is ListDictionary synchronized = "+dict.IsSynchronized);
      Console.WriteLine("The ListDictionary has the key K? = "+dict.Contains("K"));
      Console.WriteLine("The ListDictionary has the key 9? = "+dict.Contains("9"));

      Console.WriteLine("\nSynchronize access...");
      // SyncRootをロックして同期アクセスを実現
      lock(dict.SyncRoot) {
         foreach(DictionaryEntry d in dict) {
            Console.WriteLine(d.Key + " " + d.Value);
         }
      }
   }
}

出力結果

上記のコードを実行すると、次のような出力が得られます。

ListDictionary elements...
1 SUV
2 Sedan
3 Utility Vehicle
4 Compact Car
5 SUV
6 Sedan
7 Utility Vehicle
8 Compact Car
9 Crossover
10 Electric Car
Is the ListDictionary having fixed size? = False
If ListDictionary read-only? = False
Is ListDictionary synchronized = False
The ListDictionary has the key K? = False
The ListDictionary has the key 9? = True

Synchronize access...
1 SUV
2 Sedan
3 Utility Vehicle
4 Compact Car
5 SUV
6 Sedan
7 Utility Vehicle
8 Compact Car
9 Crossover
10 Electric Car

出力のポイント

• IsFixedSizeおよびIsReadOnlyはどちらもFalseであり、要素の追加・削除が可能です。
• IsSynchronizedがFalseであることから、このコレクションがデフォルトではスレッドセーフではないことが分かります。
• Contains()メソッドにより、指定したキー（"K"は存在せずFalse、"9"は存在しTrue）の有無を確認できます。

コード例2：lockブロックのみを使ったシンプルな例

続いて、lock(dict.SyncRoot)だけに焦点を絞ったシンプルな例を見てみましょう。

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Specialized;

public class Demo {
   public static void Main() {
      ListDictionary dict = new ListDictionary();
      dict.Add("A", "Books");
      dict.Add("B", "Electronics");
      dict.Add("C", "Appliances");
      dict.Add("D", "Pet Supplies");
      dict.Add("E", "Clothing");
      dict.Add("F", "Footwear");

      Console.WriteLine("Synchronize access...");
      // SyncRootでロックし、安全に列挙する
      lock(dict.SyncRoot) {
         foreach(DictionaryEntry d in dict) {
            Console.WriteLine(d.Key + " " + d.Value);
         }
      }
   }
}

出力結果

このコードを実行すると、次の出力が得られます。

Synchronize access...
A Books
B Electronics
C Appliances
D Pet Supplies
E Clothing
F Footwear

まとめ

ListDictionaryをマルチスレッド環境で安全に扱うには、SyncRootプロパティをlockステートメントで囲むのが基本的な手法です。読み取り・書き込み・列挙など、コレクションに触れるすべての処理を同じSyncRootでロックすることで、競合状態（レースコンディション）を防ぎ、一貫性のある動作を保証できます。