同时进行队列和双端队列

Question

我正在开发一个项目，需要读取二维码，将其排队，因为它正在排队，另一个任务将数据出列并通过套接字消息将其发送到机器。这一切都是用 C# 完成的。

我的问题是当另一个任务出队时如何保持队列。我有 QR 码工作，我可以排队和出队，并且套接字消息部分工作。但我不知道如何同时运行队列和出队。

我研究了线程，特别是多线程。我比开始阅读之前更困惑了。

任何帮助将不胜感激。

编辑：因此，根据您的评论并做了一些研究，我开始编写一些代码。无论我做什么，线程都只运行一次。它应该继续运行。

public partial class Form1 : Form
{
    private BlockingCollection<string> _queue = new BlockingCollection<string>(30);
    //private string item = "A";
    //private int count = 0;
    private Thread _th1;

    public Form1()
    {
        InitializeComponent();
        _th1 = new Thread(thread_example);
        _th1.Start();
    }

    private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
    {
    }

    private void thread_example()
    {
        if (_queue.Count > 0)
        {
            _queue.Take();
            Console.WriteLine("Removed 1 Item from queue!");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("Queue Empty!");
        }
        Thread.Sleep(500);
    }

    private void btnProduce_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        _queue.Add("test_string");
        Console.WriteLine("Added 1 item to the queue");
    }
}

Answer 1

我强烈推荐使用

BlockingCollection

。您遇到的问题称为生产者-消费者问题

BlockingCollection

提供了处理

Producer-Consumer

问题的实现。

具体来说，您还必须考虑：当出队线程变慢并且无法跟上扫描线程（例如由于当时网络缓慢）时会发生什么？

BlockingCollection

将阻塞排队线程，以同步减慢整个进程，基于

BlockingCollection Capacity specified while constructing

。

此外，您还可以通过使用

ConcurrentQueue

或

ConcurrentBag

作为底层存储来获得 FIFO 或 LIFO 行为。

BlockingCollection

只是在底层同步集合之上提供“有界”属性。

Answer 2

在进行了一些基准测试之后，看起来通过多个任务/线程同时将项目添加到并发队列比使用非线程安全集合（例如列表）的锁更快。

ConcurrentQueue<>集合可用于具有非锁定和线程安全能力的生产者-消费者场景。不同的线程可以同时进行排队和出队，而无需竞争条件。例如，多个线程可以对项目进行排队，而一个或多个消费者线程可以定期将项目出队以便同时并发处理。

请注意，如果出队时存在太多排队争用，则出队总数很可能会更少，因为仍在添加项目。不用担心，虽然不会丢失任何项目，并且它们可以在后续的双端队列操作中进行轮询/出队。

例如：

//imagine some tasks/threads keep adding items to concurrentqueue and below code (just a simplified version for demonstration) working on a separate thread to poll queue at the same time. 
while(true) 
{
    
    while (concurrentQueue.TryDequeue(out var item))
    
    {
    
      list.Add(item);
    
    }   //when this nested loop ends there might be newly added items to concurrentQueue, they will be picked at next loop. 

}