.NET如何实现一个生产者-消费者队列

最推荐使用System.Threading.Channels实现生产者-消费者队列。它支持有界和无界通道,提供异步操作与背压机制,适用于多种应用场景,尤其适合现代异步编程模型。

.net如何实现一个生产者-消费者队列

在 .NET 中实现生产者-消费者队列,最推荐的方式是使用 System.Threading.Channels 命名空间中的 Channel 类。它是微软官方为现代异步场景设计的高性能、线程安全的生产者-消费者队列组件,适用于控制台应用、ASP.NET、后台服务等多种场景。

1. 使用 System.Threading.Channels 实现

Channel 提供了两种模式:有界(Bounded)和无界(Unbounded)。它支持同步和异步操作,天然适配 async/await。

安装包(.NET 6 以下可能需要):

Install-Package System.Threading.Channels

示例:异步生产者-消费者模型

创建一个有界通道,启动一个生产者任务和一个消费者任务:

using System;using System.Threading.Channels;using System.Threading.Tasks;var channel = Channel.CreateBounded(10); // 最多存放10个消息// 生产者_ = Task.Run(async () =>{    for (int i = 1; i {    await foreach (var msg in channel.Reader.ReadAllAsync())    {        Console.WriteLine($"消费: {msg}");        await Task.Delay(150); // 模拟处理时间    }    Console.WriteLine("消费完成。");});// 等待一段时间让任务执行await Task.Delay(2000);

说明:

WriteAsync 是线程安全的,当通道满时会自动等待。ReadAllAsync 返回 IAsyncEnumerable,自动监听新消息。调用 Complete() 表示不再有新数据,消费者会在所有消息处理完后退出。

2. 多生产者或多消费者场景

默认情况下,Channel 支持多个生产者,但只有一个消费者能安全读取。若需多消费者,应使用 UnboundedChannelOptions 或确保并发控制。

允许多个消费者竞争消费:

“`csharpvar options = new BoundedChannelOptions(10){ FullMode = BoundedChannelFullMode.Wait, SingleReader = false, // 允许多个消费者 SingleWriter = false // 允许多个生产者};

var channel = Channel.CreateBounded(options);

// 启动3个消费者for (int i = 0; i {await foreach (var item in channel.Reader.ReadAllAsync()){Console.WriteLine($”消费者 {consumerId} 处理: {item}”);await Task.Delay(50);}});}

3. 替代方案:BlockingCollection(传统方式)

在较老项目或不支持 Channel 的框架中,可以使用 BlockingCollection 配合 ConcurrentQueue

```csharpusing System.Collections.Concurrent;using System.Threading.Tasks;var collection = new BlockingCollection(new ConcurrentQueue());// 生产者_ = Task.Run(() =>{ for (int i = 1; i { foreach (var msg in collection.GetConsumingEnumerable()) { Console.WriteLine($"消费: {msg}"); Task.Delay(150).Wait(); }});

注意:BlockingCollection 是同步阻塞的,不如 Channel 适合异步流处理。

4. 在 ASP.NET 中的应用建议

不要在 Web 请求中直接启动后台任务。建议结合 IHostedService 或使用 BackgroundService 来运行消费者。

public class MessageConsumerService : BackgroundService{    private readonly ChannelReader _reader;    public MessageConsumerService(ChannelReader reader)    {        _reader = reader;    }    protected override async Task ExecuteAsync(CancellationToken stoppingToken)    {        await foreach (var msg in _reader.ReadAllAsync(stoppingToken))        {            Console.WriteLine($"后台处理: {msg}");        }    }}

注册服务:

“`csharpvar channel = Channel.CreateUnbounded();services.AddSingleton(channel.Reader);services.AddSingleton(channel.Writer);services.AddHostedService();“`

基本上就这些。优先使用 System.Threading.Channels,它简洁、高效、支持背压(backpressure),是现代 .NET 推荐的实现方式。

以上就是.NET如何实现一个生产者-消费者队列的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。
如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 chuangxiangniao@163.com 举报,一经查实,本站将立刻删除。
发布者:程序猿,转转请注明出处:https://www.chuangxiangniao.com/p/1441095.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2025年12月17日 17:44:25
下一篇 2025年12月16日 04:10:06

相关推荐

发表回复

登录后才能评论
关注微信