C#中普通字典（Dictionary）、併發字典（ConcurrentDictionary）、和哈希表（Hashtable）讀寫性能比較

一、說明

  程序有時候需要併發多線程操作，多線程讀取同一個容器內的東西是可以的，但是如果需要修改及寫入到同一容器內，會有索引失敗的問題，即兩個進程同時向同一個位置寫入內容，這種情況下需要通過lock（var），將容器鎖定，也可以直接使用可併發讀寫的容器（ConcurrentDictionary）

  測試分2部分，一次是寫入操作，包含帶鎖寫入和不帶鎖寫入，其中每個裏面又細分爲寫入字符串和寫入一個類，還有一次是遍歷操作，同樣包含帶鎖讀和不帶鎖讀，其中也分爲讀取字符串和讀取類。

二、測試結果

2.1、寫入用時

2.2、遍歷用時

 

2.3、結論

• 對於寫入操作速度：普通詞典 > HashTable > 併發詞典
• 對於讀操作速度：併發字典 > 帶鎖字典 > HashTable
• 無論普通字典還是HashTable，帶鎖花費的時間都要比不帶鎖慢，爲了線程安全，肯定要犧牲時間的。
  所以如果需要自己寫入的話，推薦帶鎖普通字典，讀寫速度都很均衡。

三、測試代碼如下

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace BaseMultiThread
{
    class Program
    {
      
        static void Main(string[] args)
        {
            ConcurrentDictionary<int, string> _CctDic= new ConcurrentDictionary<int, string>();
            ConcurrentDictionary<int, Student> _CctDicClass = new ConcurrentDictionary<int, Student>();

            Dictionary<int, string> _Dic = new Dictionary<int, string>();
            Dictionary<int, Student> _DicClass = new Dictionary<int, Student>();

            Hashtable _Ht = new Hashtable();
            Hashtable _HtClass = new Hashtable();

            string _CurrentItem = "";
            const string _Item = "字符串";
            const int _NUM = 10000000;//執行次數

            Student _CurrentStudent = null;
            Student student = new Student { Name = _Item, Age = 23 };

            Stopwatch _SW = new Stopwatch();

            //字符串寫入字典（無鎖）
            _SW.Start();

            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _Dic[i] = _Item;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向字典寫入【字符串】不添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //字符串寫入字典（有鎖）
            _Dic = new Dictionary<int, string>();
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _Dic[i] = _Item;
                }  
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向字典寫入【字符串】添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //類寫入字典（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _DicClass[i] = student;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向子典寫入【學生類】不添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //類寫入字典（有鎖）
            _DicClass = new Dictionary<int, Student>();
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_DicClass)
                {
                    _DicClass[i] = student;
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向子典寫入【學生類】添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            Console.WriteLine("----------------------------------------------------");

            //字符串寫入HashTable（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _Ht[i] = _Item;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable寫入【字符串】不添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //字符串寫入HashTable（有鎖）
            _Ht = new Hashtable();
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Ht)
                {
                    _Ht[i] = _Item;
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable寫入【字符串】添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);


            //類寫入HashTable（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _HtClass[i] = student;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable寫入【學生類】不添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //類寫入HashTable（有鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_HtClass)
                {
                    _HtClass[i] = student;
                }
               
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable寫入【學生類】添加鎖（Lock）花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("----------------------------------------------------------");

            //字符串寫入ConcurrentDictionary
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CctDic[i] = _Item;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向ConcurrentDictionary寫入【字符串】 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //類寫入ConcurrentDictionary
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CctDicClass[i] = student;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向ConcurrentDictionary寫入【學生類】 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");



            //遍歷普通字典（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentItem = _Dic[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【普通】字典（無鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷普通字典（有鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentItem = _Dic[i];
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【普通】字典（有鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷類字典（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentStudent = _DicClass[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【學生類】字典（無鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷類字典（有鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentStudent = _DicClass[i];
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【學生類】字典（有鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");


            //遍歷HashTable（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentItem = _Ht[i].ToString();
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【HashTable】字典（無鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷HashTable（有鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentItem = _Ht[i].ToString();
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【HashTable】字典（有鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷HashTable類（無鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentStudent = (Student)_HtClass[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【HashTable學生類】字典（無鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷HashTable類（有鎖）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentStudent = (Student)_HtClass[i];
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【HashTable學生類】字典（有鎖） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");

            //遍歷ConCurrent字典
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentItem = _CctDic[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【ConCurrent字典】（字符串） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍歷ConCurrent字典（類）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentStudent = _CctDicClass[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍歷【ConCurrent字典】（學生類） 花費時間爲:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");

            _SW.Restart();

            Console.WriteLine("-------------------結束---------------------------");

            Console.ReadLine();
        }

      

       
    }//Class_end

    public class Student
    {
        public string Name;
        public int Age;
    }
}