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C#のスレッドセーフなコレクション（Concurrent名前空間）の使い方と種類まとめ

マルチスレッド環境でアプリケーションを開発する際、複数のスレッドが同じコレクションに同時にアクセスすると、データの破損や予期しない動作を引き起こす可能性があります。これを防ぐために用意されているのが「スレッドセーフ（並行処理対応）コレクション」です。

System.Collections.Concurrent 名前空間とは

.NET Framework 4では、System.Collections.Concurrent 名前空間が新たに導入されました。この名前空間には多数のコレクションクラスが含まれており、いずれもスレッドセーフかつスケーラブルに設計されています。そのため、複数のスレッドから同時にアイテムを追加・削除しても、安全に操作できるのが大きな特徴です。

また、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。これらも.NET Framework 4で新しく追加されたものです。重いロックを避けることで、高いパフォーマンスを実現しています。

C#で使える主な並行コレクションの一覧

No. 型と説明
1

BlockingCollection<T>

あらゆる型に対して、境界設定（バウンディング）機能とブロッキング機能を提供するクラス。生産者・消費者パターンの実装に適しています。
2

ConcurrentDictionary<TKey,TValue>

キーと値のペアを格納するディクショナリのスレッドセーフな実装です。
3

ConcurrentQueue<T>

FIFO（先入れ先出し）キューのスレッドセーフな実装です。
4

ConcurrentStack<T>

LIFO（後入れ先出し）スタックのスレッドセーフな実装です。
5

ConcurrentBag<T>

順序を持たない要素のコレクションをスレッドセーフに扱うための実装です。
6

IProducerConsumerCollection<T>

BlockingCollection で利用できるようにするために、型が実装すべきインターフェースです。

用途に応じて適切な並行コレクションを選択することで、ロック処理を意識せずとも安全かつ効率的なマルチスレッドプログラミングが可能になります。特にタスクのキューイングには ConcurrentQueue、共有データのキャッシュには ConcurrentDictionary の使用が推奨されます。

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