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.NET에서 Producer/Consumer를 구현한 BlockingCollection<T>

지난 글에서,

.NET에서 Producer/Consumer를 구현하는 기초 인터페이스 - IProducerConsumerCollection<T>
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12993

IProducerConsumerCollection<T> 인터페이스를 다뤘는데요, 사실 저 인터페이스만 구현해서는 현실적으로 Producer/Consumer 모델에 사용하기가 좀 번거롭습니다. 가령, 데이터를 생성하는 측면에서 보면 단순히 Concurrent 컬렉션에 값을 넣기만 하면 되므로 그다지 문제가 안 되지만, 데이터를 소비하는 측면에서 보면 언제 데이터가 올지 알 수 없으므로 폴링 방식으로 데이터를 계속 체크하든가, 아니면 signal을 이용해 데이터의 유무를 확인하는 부가 코드를 넣어야 합니다.

바로 그러한 부가 작업을 담당하도록 마이크로소프트가 미리 제공하는 클래스가 BlockingCollection<T>입니다. 사실 이전 글에서 IProducerConsumerCollection을 IConcurrentCollection의 의미로 봐야 한다고 했는데요, 그렇게 따졌을 때 사실상 BlockingCollection이야말로 IProducerConsumerCollection 인터페이스라는 이름을 상속받는 것이 더 어울릴 것입니다.

간단하게 필요한 부분만 내부 구현 방식을 살펴볼까요?

BlockingCollection.cs
; https://referencesource.microsoft.com/#system/sys/system/collections/concurrent/BlockingCollection.cs

BlockingCollection<T>는 이미 thread-safe하게 구현한, 즉 IProducerConsumerCollection<T> 인터페이스를 구현한 타입의 내부 필드를 선언해 두고 관련한 작업들은 그것에 맡깁니다. 단지, 추가된 것이라면 SemaphoreSlim을 이용해 해당 자료 구조에서 값을 넣고 빼는 것에 대한 blocking 기능을 제공하는 정도입니다. 즉, 스레드 대기 기능만 추가된 것입니다.

사용자가 명시하지 않은 경우, 기본적으로 BlockingCollection<T>는 (Queue<T>의 thread-safe 버전인) ConcurrentQueue<T>를 사용하기 때문에 FIFO 구조의 Producer/Consumer 동작을 하게 됩니다.

public class BlockingCollection<T> : IEnumerable<T>, ICollection, IDisposable, IReadOnlyCollection<T>
{
    public BlockingCollection() : this(new ConcurrentQueue<T>())
    {
    }

    // ...[생략]...
}

물론, BlockingCollection<T> 생성자에 ConcurrentStack<T>을 전달한다면 FILO 방식으로 동작합니다.

좀 더 자세한 내용은 아래의 글을 확인하시고,

BlockingCollection Overview
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/collections/thread-safe/blockingcollection-overview

BlockingCollection 컬렉션 소개
; https://forum.dotnetdev.kr/t/blockingcollection/512

참고로, 예전에 저는 화면 캡처한 것을 Queue에 넣고, 다른 스레드에서 그것을 받아 처리하는 용도로 BlockingCollection을 사용한 적이 있습니다.

C# - OpenCvSharp을 이용한 Webcam 영상 처리 + Direct2D
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11405

// 기타 사용 예제
SingleThreadTaskScheduler에서 사용한 예제
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/13188#SingleThreadTaskScheduler

그리고, Win32 메시지도 처리한다는데,

72. Thread.Yield나 Thread.Join은 COM 메시지를 처리할까?
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/11879#72

이것은 BlockingCollection이 사용하는 SemaphoreSlim이 결국 Monitor.Enter 등을 사용하기 때문으로 얻어지는 효과로 보입니다.




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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 12/10/2022]

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