C#入門：スレッドの同期とスレッドプールの使い方をわかりやすく解説

マルチスレッドアプリケーションにおける「同期」とは

同期（Synchronization）を利用すると、マルチスレッドアプリケーションにおいて複数のスレッドから共有リソースへアクセスするタイミングを制御できます。これにより、データの競合や予期しない動作を防ぎ、安全な並行処理を実現します。

Mutex（ミューテックス）によるプロセス間の同期

Mutexは、プロセスをまたいだスレッド間の同期を実現できる同期プリミティブです。同じコードブロックが、複数のスレッドによって同時に実行されるのを防止したい場合に活用されます。たとえば、ファイルや共有メモリなど、同時に書き込むと不整合が発生しうるリソースへのアクセス保護に適しています。

lockステートメントによる排他制御

C#のlockステートメントを使用すると、特定のコードブロックが他のスレッドに割り込まれることなく、一続きの処理として完了することを保証できます。コードブロックの実行期間中は、指定されたオブジェクトに対して相互排他ロック（Mutual-Exclusion Lock）が取得され、他のスレッドはそのブロックに入れなくなります。

C#のスレッドプール（ThreadPool）とは

C#におけるスレッドプールは、あらかじめ生成・管理されているスレッドのコレクションです。主にバックグラウンドタスクの実行に使用されます。スレッドがあるタスクを完了すると、そのスレッドは待機スレッドが管理されているキューへ戻され、以降のタスクで再利用されます。この仕組みによって、タスクごとに新しいスレッドを生成する際のオーバーヘッドを削減し、アプリケーション全体のパフォーマンスを向上させることができます。

スレッドプールの基本的な作成方法

それでは、実際にスレッドプールを作成する手順を見ていきましょう。

まず、次の名前空間をインポートします。

using System.Threading;

続いて、ThreadPoolクラスを呼び出し、そのQueueUserWorkItemメソッドを使ってワーカースレッドに処理を登録します。引数には、実行したいメソッドを指すWaitCallbackデリゲートを渡します。

ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(Run));

このように記述することで、Runメソッドがスレッドプール上のスレッドによって非同期に実行されます。スレッドの生成や破棄を意識せずに済むため、シンプルかつ効率的な並行処理が可能になります。