ConcurrentDictionary的陷阱 - GetOrAdd和AddOrUpdate中的委托工厂是否同步？

Question

ConcurrentDictionary的陷阱 - GetOrAdd和AddOrUpdate中的委托工厂是否同步？

c#.netmultithreadingconcurrencythread-safety

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ConcurrentDictionary的文档没有明确说明，因此我认为我们不能指望委托valueFactory和updateValueFactory在从 GetOrAdd() 和 AddOrUpdate() 操作中分别执行时会被同步。

因此，我认为如果需要并发控制的资源，我们不能在它们内部实现使用资源，除非手动实现自己的并发控制，可能只需对委托使用[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]即可。

我是正确的吗？或者ConcurrentDictionary是线程安全的，我们可以期望对这些委托的调用自动同步（也是线程安全的）？

- Luciano

2个回答

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这些代理不仅未同步，而且甚至不能保证只发生一次。实际上，在每次对 AddOrUpdate 的调用中，它们可以被执行多次。

例如，AddOrUpdate 的算法大致如下。

TValue value;
do
{
  if (!TryGetValue(...))
  {
    value = addValueFactory(key);
    if (!TryAddInternal(...))
    {
      continue;
    }
    return value;
  }
  value = updateValueFactory(key);
} 
while (!TryUpdate(...))
return value;

需要注意以下两点。

没有对委托的执行进行同步。
由于在循环内部调用，因此可能会多次执行委托。

因此，您需要确保执行以下两个操作：

为委托提供自己的同步。
确保您的委托没有任何副作用依赖于它们被执行的次数。

- Brian Gideon

6

我刚刚检查了一下，似乎GetOrAdd只会调用ValueFactory一次。因此，只有AddOrUpdate有可能多次调用委托函数。这可能是微软的一个错误...不确定。当回答一个类似的问题时，我发现了这个问题很久以前。（原文链接：https://dev59.com/ClDTa4cB1Zd3GeqPMdAh#3831892） - Brian Gideon

到目前为止，这种行为有没有发生任何变化？ - Sebastian

@SebastianGodelet：我不确定。看起来更像是一个bug，所以这种行为可能最终会被“修复”。 - Brian Gideon

@Softlion：这很不幸。它肯定会减少AddOrUpdate的实用性。看起来可以对逻辑进行一些微小的增强，以防止那些委托执行多次，所以我有点失望，微软还没有改变逻辑。 - Brian Gideon

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我理解微软的观点是“不要因此问题联系我们的支持”或“保持安全，在家工作”，这种想法推动了这种实现。这是一个0%风险观点。但由于“并发”形容词的暗示，我们现在都有了无法工作的代码！至少可以在文档中选择加入并发操作，并发出警告...我很幸运发现了一些奇怪的事情并挖掘它...否则，无法工作的代码将发布给许多客户。 - Softlion

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可以查看英文原文，
原文链接

- James Michael Hare · Accepted Answer

是的，您说得对，用户委托不会被ConcurrentDictionary同步。如果需要同步这些内容，那就由您来负责。

MSDN本身也是这样说的：

此外，尽管ConcurrentDictionary的所有方法都是线程安全的，但并非所有方法都是原子的，特别是GetOrAdd和AddOrUpdate。传递给这些方法的用户委托在字典内部锁定之外调用。(这样做是为了防止未知代码阻止所有线程。)

请参见“如何：向ConcurrentDictionary添加和删除项”

这是因为ConcurrentDictionary无法知道您提供的委托将执行什么操作或其性能，因此，如果它试图在它们周围进行锁定，可能会严重影响性能，并破坏ConcurrentDictionary的价值。

因此，如果需要同步委托，则由用户负责。上面的MSDN链接实际上有一个很好的示例，说明了它所做和未做的保证。