我希望开始在我的项目中实现一些并发函数。最近我发现了System.Collections.Concurrent命名空间，我打算利用它。
我使用的对象来跟踪操作的整体状态本质上是一个带有一些嵌套自定义对象的字典。我的想法是只要最高级别的集合被配置为并发/线程安全，那么嵌套的集合是否安全并不重要，因为数据将由更高级别的集合锁定。
这个假设正确吗？
例如，像以下PowerShell代码这样的东西是否安全使用？
[System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary[[String], [MyCustomClass]]]::new()
此外，我有一些自定义类来扩展HashSet以避免重复。由于System.Collections.Concurrent没有HashSet类，那么获取类似功能但具有并发性的推荐方法是什么？
using namespace System.Collections.Concurrent
# Create thread-safe dictionary
$rootDict = [ConcurrentDictionary[string,hashtable]]::new()
$rootDict现在是线程安全的 - 不能有多个线程同时通过覆盖哈希表引用来修改'A'条目。$rootDict的任何内部哈希表都不是线程安全的 - 它仍然只是一个普通的哈希表。在PowerShell 7中，当使用ForEach-Object -Parallel操作此类数据结构时，可以观察到这一点：
using namespace System.Collections.Concurrent
# Create thread-safe dictionary
$rootDict = [ConcurrentDictionary[string,hashtable]]::new()
1..100 |ForEach-Object -Parallel {
# We need a reference to our safe top-level dictionary
$dict = $using:rootDict
# ... and we need a key
$rootKey = $_ % 2 -eq 0 ? 'even' : 'odd'
# Thread-safe acquisition of inner hashtable
$innerDict = $dict.GetOrAdd($rootKey, {param($key) return @{}})
# Add a bit of jitter for realism
Start-Sleep -Milliseconds (Get-Random -Minimum 50 -Maximum 250)
# Update inner hashtable entry
$innerDict['Counter'] += 1
} -ThrottleLimit 10
# Are these really the results we're expecting...?
$rootDict['odd','even']
50 ，但是我在我的笔记本电脑上得到了如下结果：
Name Value
---- -----
Counter 46
Counter 43
我们可以看到，在该过程中，内部“Counter”条目的多个更新被丢失，这可能是由于并发更新所致。
为了测试这个假设，让我们进行同样的实验，但使用另一种并发字典类型代替哈希表：
using namespace System.Collections.Concurrent
# Create thread-safe dictionary with a thread-safe item type
$rootDict = [ConcurrentDictionary[string,ConcurrentDictionary[string,int]]]::new()
1..100 |ForEach-Object -Parallel {
# We need a reference to our safe top-level dictionary
$dict = $using:rootDict
# ... and we need a key
$rootKey = $_ % 2 -eq 0 ? 'even' : 'odd'
# Thread-safe acquisition of inner hashtable
$innerDict = $dict.GetOrAdd($rootKey, {param($key) return @{}})
# Add a bit of jitter for realism
Start-Sleep -Milliseconds (Get-Random -Minimum 50 -Maximum 250)
# Thread-safe update of inner dictionary
[void]$innerDict.AddOrUpdate('Counter', {param($key) return 1}, {param($key,$value) return $value + 1})
} -ThrottleLimit 10
# These should be the exact results we're expecting!
$rootDict['odd','even']
现在我明白了：
Key Value
--- -----
Counter 50
Counter 50
我有一些自定义的类扩展了HashSet以避免重复。由于System.Collections.Concurrent中没有HashSet类，那么获取类似功能但具备并发性的推荐方法是什么？
我强烈建议你不要直接继承HashSet，而是将HashSet进行包装，并使用ReaderWriterLockSlim来保护你想向用户公开的所有方法。这样，你就可以在不不必要地牺牲读取访问性能的情况下实现线程安全。
这里，以[int]作为示例数据类型：
using namespace System.Collections.Generic
using namespace System.Threading
class ConcurrentSet
{
hidden [ReaderWriterLockSlim]
$_lock
hidden [HashSet[int]]
$_set
ConcurrentSet()
{
$this._set = [HashSet[int]]::new()
$this._lock = [System.Threading.ReaderWriterLockSlim]::new()
}
[bool]
Add([int]$item)
{
# Any method that modifies the set should be guarded
# by a WriteLock - guaranteeing exclusive update access
$this._lock.EnterWriteLock()
try{
return $this._set.Add($item)
}
finally{
$this._lock.ExitWriteLock()
}
}
[bool]
IsSubsetOf([IEnumerable[int]]$other)
{
# For the read-only methods a read-lock will suffice
$this._lock.EnterReadLock()
try{
return $this._set.IsSubsetOf($other)
}
finally{
$this._lock.ExitReadLock()
}
}
# Repeat appropriate lock pattern for all [HashSet] methods you want to expose
}
您可以通过将一个 HashSet<object> 包装并使用自定义比较器来控制其行为，从而使包装更加灵活。