並行処理とスレッド安全

導入

複数のタスクが同じデータを同時に書き換えると、更新がぶつかって値が壊れます（競合状態）。これを防ぐのがlock（一度に1つだけ通す）・Interlocked（軽量な原子操作）・並行コレクション（ConcurrentDictionary）です。並行処理を安全に書くための基本装備を押さえます。

図解

flowchart TB
    T1["タスクA counter++"] --> G{"lock（1つずつ通す）"}
    T2["タスクB counter++"] --> G
    G --> C["counter を安全に更新"]
    style G fill:#fff3e0

サンプル

// 100個のタスクが同じ counter を増やす。lock で「一度に1つだけ」を保証
int counter = 0;
object gate = new object();

var tasks = new List<Task>();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    tasks.Add(Task.Run(() =>
    {
        lock (gate)      // ここは一度に1タスクしか入れない
        {
            counter++;
        }
    }));
}
await Task.WhenAll(tasks);
Console.WriteLine(counter);   // 100（lockのおかげで数え落とさない）

// Interlocked: 単純な増減なら lock より軽い原子操作
int atomic = 0;
Interlocked.Increment(ref atomic);
Console.WriteLine(atomic);    // 1

// ConcurrentDictionary: 複数スレッドから安全に読み書きできる辞書
var dict = new System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary<string, int>();
dict["a"] = 1;
Console.WriteLine(dict["a"]); // 1

• 複数タスクが同じ変数を書き換えると競合状態で値が壊れる
• lock (何かのオブジェクト) { ... }で「一度に1つのタスクだけ」を保証する
• 単純なカウントはInterlocked.Increment/Addが軽い。共有辞書はConcurrentDictionary
• ロックの掛けすぎは遅くなる・デッドロックの元。共有をなるべく減らす設計が最善

演習

int value = 0;

// TODO: Interlocked.Increment を使って value を 1 増やしてください
___

Console.WriteLine(value);

• 期待される出力: 1

まとめ

• 共有データの同時更新は競合状態を招く
• lockで排他、単純な数え上げはInterlocked、共有辞書はConcurrentDictionary
• そもそも共有を減らす設計がいちばん安全

次回: 非同期に1件ずつ届くデータを扱うIAsyncEnumerableです。