C#中普通字典（Dictionary）、并发字典（ConcurrentDictionary）、和哈希表（Hashtable）读写性能比较

一、说明

  程序有时候需要并发多线程操作，多线程读取同一个容器内的东西是可以的，但是如果需要修改及写入到同一容器内，会有索引失败的问题，即两个进程同时向同一个位置写入内容，这种情况下需要通过lock（var），将容器锁定，也可以直接使用可并发读写的容器（ConcurrentDictionary）

  测试分2部分，一次是写入操作，包含带锁写入和不带锁写入，其中每个里面又细分为写入字符串和写入一个类，还有一次是遍历操作，同样包含带锁读和不带锁读，其中也分为读取字符串和读取类。

二、测试结果

2.1、写入用时

2.2、遍历用时

 

2.3、结论

• 对于写入操作速度：普通词典 > HashTable > 并发词典
• 对于读操作速度：并发字典 > 带锁字典 > HashTable
• 无论普通字典还是HashTable，带锁花费的时间都要比不带锁慢，为了线程安全，肯定要牺牲时间的。
  所以如果需要自己写入的话，推荐带锁普通字典，读写速度都很均衡。

三、测试代码如下

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;//执行次数

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

            Stopwatch _SW = new Stopwatch();

            //字符串写入字典（无锁）
            _SW.Start();

            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _Dic[i] = _Item;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向字典写入【字符串】不添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //字符串写入字典（有锁）
            _Dic = new Dictionary<int, string>();
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _Dic[i] = _Item;
                }  
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向字典写入【字符串】添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //类写入字典（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _DicClass[i] = student;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向子典写入【学生类】不添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //类写入字典（有锁）
            _DicClass = new Dictionary<int, Student>();
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_DicClass)
                {
                    _DicClass[i] = student;
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向子典写入【学生类】添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

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

            //字符串写入HashTable（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _Ht[i] = _Item;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable写入【字符串】不添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //字符串写入HashTable（有锁）
            _Ht = new Hashtable();
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Ht)
                {
                    _Ht[i] = _Item;
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable写入【字符串】添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);


            //类写入HashTable（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _HtClass[i] = student;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable写入【学生类】不添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //类写入HashTable（有锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_HtClass)
                {
                    _HtClass[i] = student;
                }
               
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向HashTable写入【学生类】添加锁（Lock）花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("----------------------------------------------------------");

            //字符串写入ConcurrentDictionary
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CctDic[i] = _Item;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向ConcurrentDictionary写入【字符串】 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //类写入ConcurrentDictionary
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CctDicClass[i] = student;
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("向ConcurrentDictionary写入【学生类】 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");



            //遍历普通字典（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentItem = _Dic[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【普通】字典（无锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历普通字典（有锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentItem = _Dic[i];
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【普通】字典（有锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历类字典（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentStudent = _DicClass[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【学生类】字典（无锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历类字典（有锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentStudent = _DicClass[i];
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【学生类】字典（有锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");


            //遍历HashTable（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentItem = _Ht[i].ToString();
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【HashTable】字典（无锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历HashTable（有锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentItem = _Ht[i].ToString();
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【HashTable】字典（有锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历HashTable类（无锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentStudent = (Student)_HtClass[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【HashTable学生类】字典（无锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历HashTable类（有锁）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                lock (_Dic)
                {
                    _CurrentStudent = (Student)_HtClass[i];
                }
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【HashTable学生类】字典（有锁） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");

            //遍历ConCurrent字典
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentItem = _CctDic[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【ConCurrent字典】（字符串） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);

            //遍历ConCurrent字典（类）
            _SW.Restart();
            for (int i = 0; i < _NUM; i++)
            {
                _CurrentStudent = _CctDicClass[i];
            }
            _SW.Stop();
            Console.WriteLine("遍历【ConCurrent字典】（学生类） 花费时间为:{0} 毫秒", _SW.Elapsed.TotalMilliseconds);
            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------");

            _SW.Restart();

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

            Console.ReadLine();
        }

      

       
    }//Class_end

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