Channel ― 生産者と消費者をつなぐ

導入

「データを作る側（生産者）」と「処理する側（消費者）」を、安全に非同期でつなぎたい——そんなときの定番が System.Threading.Channels です。スレッド安全なキューのように振る舞い、生産と消費の速度差を吸収します。ブラウザ内ランナーには含まれないため、ここではコード例で読みます。

説明

flowchart LR
    P["生産者<br/>Writer.WriteAsync"] --> C["Channel<br/>（スレッド安全なキュー）"]
    C --> R["消費者<br/>await foreach Reader"]
    style C fill:#e1f5fe

Channel.CreateUnbounded<T>() で作り、Writer に書き、Reader から読みます。消費側は await foreach で「届いた分から」処理できます。

サンプル

using System.Threading.Channels;

var channel = Channel.CreateUnbounded<int>();

// 生産者: 別タスクで数値を流し込み、終わったら Complete で閉じる
var producer = Task.Run(async () =>
{
    for (int i = 1; i <= 3; i++)
    {
        await channel.Writer.WriteAsync(i);
    }
    channel.Writer.Complete();   // もう書かない、の合図
});

// 消費者: 届いた分から読み出す
await foreach (var item in channel.Reader.ReadAllAsync())
{
    Console.WriteLine($"受信: {item}");
}
await producer;

• Channel<T> はスレッド安全なキュー。生産者と消費者を非同期に橋渡しする
• Writer.WriteAsync で書き、Reader.ReadAllAsync を await foreach で読む
• Writer.Complete() で「これ以上来ない」を伝える（消費側のループが終わる）
• 容量制限つきの CreateBounded なら、速すぎる生産者に待ちをかけられる（背圧）

演習

手元の.NETプロジェクトで上のコードを動かし、生産者の WriteAsync の前に await Task.Delay(100) を入れて、消費側が「届いた分から」処理する様子を観察してみましょう。

まとめ

• Channel<T> は生産者・消費者を安全につなぐ非同期キュー
• await foreach + ReadAllAsync で届いた分から処理する
• Complete で終了を伝え、Bounded で背圧をかけられる

次回: 複数のCPUで一気に処理する並列処理です（読み物）。