concurrent collections

Program.cs

using System.Collections.Concurrent;
using System.Text;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Console.OutputEncoding = Encoding.UTF8;

        // === ConcurrentDictionary: потокобезпечний список замовлень ===
        var orders = new ConcurrentDictionary<int, string>();

        var orderWorker1 = new Thread(() =>
        {
            Console.WriteLine("[Менеджер] Додає замовлення...");
            orders.TryAdd(101, "Прийнято в обробку");
            /* Add (у звичайному Dictionary)
                - додає елемент;
                - якщо ключ вже існує → кидає виняток (ArgumentException).

               TryAdd (у ConcurrentDictionary)
                - намагається додати елемент;
                - якщо ключ уже існує → нічого не робить і повертає false, замість винятку;
                - якщо додавання вдалося → повертає true
            Така логіка дуже зручна у багатопоточності, де кілька потоків можуть одночасно
            працювати з колекцією, і винятки при зіткненні були б зайвим навантаженням! */
            orders.TryAdd(102, "Прийнято в обробку");
            orders.TryAdd(103, "Прийнято в обробку");
            orders.TryAdd(104, "Прийнято в обробку");
        });

        var orderWorker2 = new Thread(() =>
        {
            Thread.Sleep(100);
            Console.WriteLine("[Система] Оновлює статус замовлень...");
            orders.AddOrUpdate(101, "Відправлено", (key, oldValue) => "Відправлено");
            orders.AddOrUpdate(102, "Відправлено", (key, oldValue) => "Відправлено");
            orders.TryRemove(104, out _);
        });

        orderWorker1.Start();
        orderWorker2.Start();
        orderWorker1.Join();
        orderWorker2.Join();

        Console.WriteLine($"[Система] Підсумковий стан замовлень: {string.Join(", ", orders)}");

        // === ConcurrentQueue: потокобезпечна черга завдань ===
        var taskQueue = new ConcurrentQueue<string>();

        var taskProducer1 = new Thread(() =>
        {
            taskQueue.Enqueue("Пакування замовлення 101");
            taskQueue.Enqueue("Пакування замовлення 102");
            taskQueue.Enqueue("Пакування замовлення 103");
        });

        var taskProducer2 = new Thread(() =>
        {
            taskQueue.Enqueue("Доставка замовлення 101");
            taskQueue.Enqueue("Доставка замовлення 102");
        });

        taskProducer1.Start();
        taskProducer2.Start();
        taskProducer1.Join();
        taskProducer2.Join();

        while (taskQueue.TryDequeue(out var task)) // інлайн-змінна, скорочення string task; while (taskQueue.TryDequeue(out task))
        {
            Console.WriteLine($"[Логістика] Виконуємо завдання: {task}");
        }

        // === ConcurrentStack: потокобезпечний склад ===
        var warehouse = new ConcurrentStack<int>();

        var supplier1 = new Thread(() =>
        {
            warehouse.Push(5001);
            warehouse.Push(5002);
            warehouse.Push(5003);
            Console.WriteLine("[Постачальник] Привіз три товари");
        });

        var supplier2 = new Thread(() =>
        {
            warehouse.Push(6001);
            warehouse.Push(6002);
            Console.WriteLine("[Постачальник] Привіз два товари");
        });

        supplier1.Start();
        supplier2.Start();
        supplier1.Join();
        supplier2.Join();

        while (warehouse.TryPop(out int item))
        {
            Console.WriteLine($"[Склад] Взяли товар {item} для збирання замовлення");
        }

        // === ConcurrentBag: пул працівників ===
        var workers = new ConcurrentBag<string>();
        // застосовується:
        // - для зберігання великої кількості об'єктів, якими користуються різні потоки (наприклад, кешування даних чи збір об'єктів)
        // - коли порядок вилучення елементів не має значення (наприклад, пул об'єктів)
        // - якщо один потік частіше додає, а потім той самий потік забирає (у цьому випадку ConcurrentBag<T> працює швидше за інші структури)

        var workerThread1 = new Thread(() =>
        {
            workers.Add("Працівник 1");
            workers.Add("Працівник 2");
            Console.WriteLine("[Відділ кадрів] Найняли двох працівників");
        });

        var workerThread2 = new Thread(() =>
        {
            Thread.Sleep(50);
            workers.Add("Працівник 3");
            workers.Add("Працівник 4");
            Console.WriteLine("[Відділ кадрів] Найняли ще двох працівників");
        });

        workerThread1.Start();
        workerThread2.Start();
        workerThread1.Join();
        workerThread2.Join();

        Console.WriteLine("[Система] Підсумковий список працівників:");
        foreach (var worker in workers)
        {
            Console.WriteLine($"  - {worker}");
        }

        // === емуляція роботи магазину ===
        var rnd = new Random();
        var processingOrders = new ConcurrentQueue<int>();

        var processOrdersThread = new Thread(() =>
        {
            foreach (var order in orders.Keys)
            {
                processingOrders.Enqueue(order);
                Console.WriteLine($"[Система] Замовлення {order} відправлено на обробку");
                Thread.Sleep(rnd.Next(50, 150));
            }
        });

        var completeOrdersThread = new Thread(() =>
        {
            Thread.Sleep(100);
            while (processingOrders.TryDequeue(out int order))
            {
                orders[order] = "Завершено";
                Console.WriteLine($"[Система] Замовлення {order} оброблено та завершено");
                Thread.Sleep(rnd.Next(50, 150));
            }
        });

        processOrdersThread.Start();
        completeOrdersThread.Start();
        processOrdersThread.Join();
        completeOrdersThread.Join();

        Console.WriteLine("\n=== Підсумковий стан системи ===");
        Console.WriteLine($"Замовлення: {string.Join(", ", orders)}");
        Console.WriteLine($"Завдань у черзі: {taskQueue.Count}");
        Console.WriteLine($"Залишилось товарів на складі: {warehouse.Count}");
        Console.WriteLine($"Працівників: {workers.Count}");
    }
}