“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)

这是一篇翻译,专门介绍Dictionary线程安全问题,原文网址如下

http://www.grumpydev.com/2010/02/25/thread-safe-dictionarytkeytvalue/

翻译的不对之处,请指正。

介绍

 

一个宠物项目,我目前正在研究中需要使用内部字典来存储“注册”的数据,这是一个相当普遍的要求。 对于这个特殊的项目,.net 3.5中,我想至少尝试使其“线程安全”的,

着眼于将其移动到ConcurrentDictionary,.NET4中保证线程不仅是安全的,而且具有更精细的锁提高多线程性能。

 

一个再简单不过的例子,却有许多人犯着这样的错误。

 

1.只是锁定写入?

很明显,我们需要围绕着写同步原语syncronisation primitive类型的操作,但第一印象可能会使你认为读应该没问题-----尤其是如果我们坚持优先TryGetValue模式,而不是“如果它存在,那么得到的值”:

 

“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)
            object myValue;  // This is obviously not thread safe. 
            // Something else can alter the collection 
            // between ContainsKey and reading the 
            // value. 
            if (dictionary.ContainsKey("Testing"))
            {
                myValue = dictionary["Testing"];
            }
            //Using TryGetValue looks safe though? 
            //Doesn‘t it?! 
            if (!dictionary.TryGetValue("Testing", out myValue)) throw new KeyNotFoundException();
“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)

 

不幸的是,如果使用Reflector查看器,看看TryGetValue是如何实现的,作为上面的第一种方法,很明显它具有完全相同的并发问题:

“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)
 public bool TryGetValue(TKey key, out TValue value)
        {
            int index = this.FindEntry(key);
            if (index >= 0)
            {
                value = this.entries[index].value;
                return true;
            }
            value = default(TValue);
            return false;
        }
“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)

 

2.因此,我将锁定读取和写入?

 

下一个显而易见的方法是要找到我们的代码中无处不在的Dictionary,用于读取或写入,并使用同步原语syncronisation primitive,例如锁 ,以确保我们任何时候只在单个线程访问它:

“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)
        private readonly object padlock = new object();
        private readonly Dictionary<string, object> dictionary = new Dictionary<string, object>();

        private void Test()
        {
            object myValue;

            // Now we lock before we do anything 

            lock (padlock)
            {

                if (dictionary.ContainsKey("Testing"))
                {
                    myValue = dictionary["Testing"];
                }
            }
            lock (padlock)
            {

                if (!dictionary.TryGetValue("Testing", out myValue)) { }

            }
        }
“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)

很简单,但你依赖锁定周围的每一个访问,这不仅难看,而且如果你错过了一个,也可能容易出现错误。  因此,一旦把我们代码迁移到.NET 4。在新的ConcurrentDictionary,我们将不得不通过代码并依次取出每个锁 – 这工作相当辛苦!

 

3.组合(组合设计模式的实现)

 

在这种方法中,总结了我们在自己的类中使用讨厌地非线程安全的Dictionary,让我使用想用的方法,并采取相应的任何锁。 这个类只实现了“array” 的访问和TryGetValue,但是这个方法足够用了:

 

“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)
  public class SafeDictionary<TKey, TValue>
    {

        private readonly object _Padlock = new object();
        private readonly Dictionary<TKey, TValue> _Dictionary = new Dictionary<TKey, TValue>();
        public TValue this[TKey key]
        {
            get
            {
                lock (_Padlock)
                {
                    return _Dictionary[key];
                }
            }
            set
            {
                lock (_Padlock)
                {
                    _Dictionary[key] = value;
                }
            }
        }
        public bool TryGetValue(TKey key, out TValue value)
        {
            lock (_Padlock)
            {
                return _Dictionary.TryGetValue(key, out value);
            }
        }
    }
“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)

当我们防止任何直接进入Dictionar和每当我们需要访问它并在内部使用我们的锁的时候,我们现在可以使用代码SafeDictionary无需担心并发问题 - 无论是读和写操作!

 

4.到 .Net 4 ?

 

正如我前面提到的,.NET 4将支持数个“线程安全”的集合,其中包括Dictionary,在新的System.Collections.Concurrent命名空间 。 因此我们有自己实现的SafeDictionary,有以下几个特点:

?   我们可以通过我们的代码并替换所有引用SafeDictionary与ConcurrentDictionary。在我们的主代码中没有任何锁,以至于我们可以这个直接替换。

?   我们可以改变我们的SafeDictionary内部使用一个ConcurrentDictionary,并删除所有的内部锁。

?   如果我们不介意使用额外的方法,我们可以删除所有来自SafeDictionary实例和继承ConcurrentDictionary:

“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)
public class SafeDictionary<Tkey, TValue> : ConcurrentDictionary<Tkey, TValue> 
{ 
 
} 
“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue)

 

5.结论

 

相当长的博客文章提交一个相当简单的问题,但有时候碰巧碰到简单的并发可以是失误和头痛的根源。 一旦.NET 4中到达其??并发集合 , 并行扩展和并行调试选项有望至少*这个头痛的事情会自行消失。

“线程安全的” Dictionary(TKey,TValue),布布扣,bubuko.com

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