List<T>.AddRange() 方法是否线程安全？

Question

我可以在没有锁定的情况下，安全地从多个线程中调用List.AddRange(r)吗？如果不能，我会遇到什么问题？

- Erik Forbes

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顺便说一句，关于“什么样的问题？”- 当多个线程冲突时，您可能会随机时间收到异常。 - Steve Townsend

Answer 1

不，该类的文档没有说明它是线程安全的，因此它不是线程安全的。

该类型的公共静态成员（在 Visual Basic 中为 Shared）是线程安全的。 任何实例成员都不能保证是线程安全的。

至于可能出现什么问题，请考虑 AddRange(newItems) 所执行的操作：

• 检查内部数组中是否有足够的空间
• 如果没有：
  • 分配一个新数组
  • 将当前项复制到新数组中
  • 设置一个字段指向新数组
• 将 newItems 复制到内部数组中的正确位置
• 更新“count”字段（用于控制下一个项插入的位置）

现在想象一下，如果将上述操作与另一个 AddRange() 的调用或者甚至只是读取一项的调用混合在一起会发生什么。

- Ian Ringrose

Answer 2

不是的，但我想补充一点，使用锁内执行 myList.AddRange(...); 要比多次使用锁来添加元素 lock (syncLock) { myList.Add(...) }; 更高效。

你会遇到什么问题？当一个线程正在添加一个项而另一个线程正在枚举 list 时，List<T> 会抛出一个特定的异常，因为它进行了一些内部版本控制，以防止我们这些可怜的开发人员遭遇麻烦的副作用。

此外，List<T> 内部保持一个数组，其中存储其项目。也许在数组中设置项目是相当原子的，但当达到该数组的容量时，将创建一个新数组，项目将从旧数组复制过来。因此，当一个线程想要添加东西时，如果拷贝正在进行，你可以想象事情会变得不同步。

- herzmeister

Answer 3

在 .NET Framework 4.0 之前，没有任何 .NET 集合是线程安全的。因此，在您的代码中访问它之前，您需要锁定它 Collections and Synchronization (Thread Safety)。

另一方面，.NET Framework 4.0 引入了新的 System.Collections.Concurrent 命名空间，其中包括细粒度的 Thread-Safe Collections。

最后，如果您可以使用 .NET Framework 4.0，我强烈建议您这样做以满足您的需求，否则，请确保每次修改或访问集合时都要锁定它。

此外，静态集合应该是线程安全的，但请注意，成员不能保证是线程安全的。

编辑 #1

经过 Steve Townsend 的评论后进一步验证，我承认从版本 3.0 开始，.NET Framework 中有三个线程安全的集合。

1. 同步集合泛型类;
2. 同步键控集合泛型类;
3. 同步只读集合泛型类.

非常抱歉，我也刚刚了解到它们的存在。=)

- Will Marcouiller

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不是真的，System.Collections.Generic 中有一些在这里起作用并且早于4.0版本。 - Steve Townsend

@Steve Townsend：经过核实，你是对的，我是错的。此外，尽管我没有考虑到SynchronizedCollection<T>，但IList<T>泛型集合并不是线程安全的。谢谢你告诉我这个信息！ - Will Marcouiller

没问题。你提到4.0集合，我要给你点赞。 - Steve Townsend

Answer 4

根据您的使用情况，SynchronizedCollection 可能适合您。但是，您将无法使用单次 AddRange。如果您仅使用此方法来填充集合，则可以使用 IEnumerable 构造函数重载来完成。

- Steve Townsend

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感谢您的点赞。我想让您知道，我已经编辑了我的答案以反映您提供给我的（我们所有人）这些新信息。 - Will Marcouiller

Answer 5

不，它不是线程安全的。

线程A可能会在您的列表上调用AddRange。它可能部分地遍历集合并切换线程。

线程B可能会在线程A完成之前调用Add/Remove等操作。

- Dismissile