[FR] .NETにおけるマルチスレッドと非同期プログラミング：基礎を理解し、落とし穴を避ける

並行プログラミングは、現代のアプリケーションのパフォーマンスと反応性を向上させるために不可欠です。.NETでは、マルチスレッドを使用してタスクを並列に実行し、async/awaitを使用して非同期操作を管理できます。マルチスレッドは、複数の命令列を同時に実行することができますが、非同期メソッドは呼び出しスレッドをブロックせずに命令を実行します。 スレッドは、同じメモリ空間を共有するプロセスのセグメントですが、独自の実行スタックを持っています。C#では、マルチスレッドを実現する方法は2つあります。ThreadとTaskです。Taskは、非同期に実行されるタスクを作成するクラスですが、Threadは、プログラムの主スレッドとは独立したコンテキストで命令ブロックを実行するクラスです。 複数のスレッドが同時にリソースにアクセスすると、同期化の問題が発生する可能性があります。これを回避するために、クリティカルセクションを使用できます。クリティカルセクションは、同時に1つのスレッドしか存在できないコードの部分です。これを実現するために、ミューテックスを使用できます。ミューテックスは、保護されたリソースへのアクセスを同期化するクラスであり、他のスレッドへのアクセスを禁止します。 ただし、クリティカルセクションは注意して使用する必要があります。デッドロックや相互ブロックなどの問題を引き起こす可能性があります。これを回避するために、常にリソースを同じ順序でロックするか、タイムアウトを指定してMonitor.TryEnterを使用する必要があります。 マルチスレッドでは、ミュータブルオブジェクトとイミュータブルオブジェクトも重要です。ミュータブルオブジェクトは、作成後に変更できるオブジェクトですが、イミュータブルオブジェクトは状態を変更できません。イミュータブルオブジェクトの値を変更するには、変更された値を持つ新しいインスタンスを作成する必要があります。 最後に、ブロッキングコールは、操作が完了するまでスレッドをブロックする操作です。ブロッキングコールの例には、ファイルの読み取り、ネットワークアクセス、ロック、ユーザー入力などがあります。ブロッキングコールを回避するために、非同期メソッドまたは追加のスレッドを使用できます。