C#でコレクションをスレッドセーフにする方法：Concurrentコレクション徹底解説

C#におけるスレッドセーフなコレクションとは

.NET Framework 4では、System.Collections.Concurrent名前空間が導入されました。この名前空間には、複数のスレッドから同時に安全にアクセスできる、スレッドセーフかつスケーラブルなコレクションクラスが多数含まれています。これらのコレクションは、同時に複数のスレッドからアクセス可能であることから「並行（コンカレント）コレクション」と呼ばれています。

従来のList<T>やDictionary<TKey, TValue>などをマルチスレッド環境で使用する場合、開発者自身がロック機構を実装する必要がありました。しかし、Concurrentコレクションを利用すれば、そのような手間をかけずに高いパフォーマンスと安全性を両立できます。

軽量な同期メカニズム

以下の並行コレクション型は、SpinLockやSpinWaitなどの軽量な同期メカニズムを使用しています。これらは.NET Framework 4で新たに追加された機能です。重いロックを避けることで、マルチスレッド環境下でも優れたパフォーマンスを発揮します。

主なConcurrentコレクションの一覧

C#で利用できる主な並行コレクションは以下の通りです。

ConcurrentStack<T>の使用例

それでは、スレッドセーフなLIFO（後入れ先出し）コレクションであるConcurrentStack<T>の使い方を見てみましょう。

ConcurrentStack<int> cs = new ConcurrentStack<int>();
cs.Push(95);
cs.Push(120);
cs.Push(130);

上記のコードでは、整数型のConcurrentStackを作成し、Pushメソッドを使って3つの値を順番に追加しています。通常のStack<T>と同じAPIで操作できるため、既存コードからの移行も容易です。マルチスレッド環境でスタック操作を行う場合は、ConcurrentStack<T>を採用することで、明示的なロックなしにデータ競合を防ぐことができます。