使用悲观锁将项目添加到Microsoft.ApplicationServer.Caching.DataCache？

Question

我正在服务器端使用Azure Shared Caching构建缓存层，以减少对数据库的请求并使运行速度更快（希望能如此）。但我卡在了如何让整个过程线程安全上。我似乎找不到一个可靠和可用的方法来锁定DataCache中的键。我需要一种在存储任何内容之前就可以预先锁定键的方法，以便我能够添加值而无需担心另一个线程同时执行相同操作的风险。

迄今为止，我一直在专注于悲观锁定，因为这是我认为最具有线程安全性的方式，我希望确保我所工作的内容被锁定。

我已经知道，如果我要使用悲观锁定，那么我应该只使用与其相关的方法。混合使用其他方法将破坏整个锁定机制。（来源：http://go4answers.webhost4life.com/Example/datacacheput-unlocking-key-77158.aspx）

So basicly I only have access to these methods:
value GetAndLock(key, out DataCacheLockHandle);
void PutAndUnlock(key, value, DataCacheLockHandle);
void Unlock(key, DataCacheLockHandle);

“GetAndLock”在我尝试获取不在缓存中的东西时会抛出异常。同时，我的唯一添加内容到缓存的方法是“PutAndUnlock”，但只有成功执行“GetAndUnlock”后才能使用它。

实际上，不可能向缓存中添加任何新内容，只能替换已经存在的内容（这些内容可能为空）。

所以，在“GetAndLock”抛出没有内容时的异常情况下，我似乎被迫使用乐观的“Put”。根据我阅读的内容，但是，乐观的“Put”会破坏使用“GetAndLock”获得的任何现有锁定，这将破坏线程安全的整个尝试。

Example plan:
1. Try to GetAndLock
2. In case of nothing there exception: 
     - Put a dummy item on the key. 
     - GetAndLock again.
3. We have a lock, do computations, query database etc
4. PutAndUnlock the computed value


One of probably several ways it would screw up:
Thread1: Tries to GetAndLock, gets nothing there exception
Thread2: Tries to GetAndLock, gets nothing there exception
Thread1: Put a dummy item on the key
Thread1: GetAndLock again, lock achieved
Thread2: Put a dummy item on the key (destroying Thread1:s lock)
Thread2: GetAndLock again, lock achieved
Thread1: We think we have a lock, do computations, query database etc
Thread2: We have a lock, do computations, query database etc
Thread1: PutAndUnlock the computed value (will this throw an exception?)
Thread2: PutAndUnlock the computed value

基本上，两个线程可能会同时向同一个键写入不同的内容，而忽略它们都认为拥有的锁。

我唯一的结论是，DataCache的悲观锁定功能不完整且完全无法使用。我是否遗漏了什么？有没有解决这个问题的方法？

我需要的只是在存储任何内容之前就预先锁定键的方法。

- Jonatan Melin

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GetAndLock方法有一个名为forceLock的参数，MSDN上解释说：如果forceLock为true，则无论缓存中是否存在键值对，都会锁定该键。这难道不能帮助您在状态不存在的情况下锁定键吗？ - psulek

Answer 1

Jonathan，

你考虑过使用这个逻辑将东西添加到缓存中吗（请原谅我的伪代码）？

public bool AddToCache(string key, object value) {

DataCache dc = _factory.GetDefaultCache();  
object currentVal = dc.Get(key);

if (currentVal == null) {
    dc.Put(key, value);
    currentVal = dc.GetAndLock(key);

    if (value == currentVal) {
        //handle this rare occurrence + unlock.
        return false;
    } else {
                   dc.Unlock(key);
            }
} else {
    currentVal = dc.GetAndLock(key);
    dc.PutAndUnlock (key, value);
}

return true;

}

- SemanticZen

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我不确定我完全明白。您的意思是添加一些代码来处理锁被中断的情况吗？ - Jonatan Melin

嗯，再读一遍，我猜你的意思不是这个。制作一个Get来检查键是否不存在的问题在于，当您正在工作时，另一个线程可能会执行相同的操作，因此您可能会得到两个并行线程执行Put的结果。这个Put有可能会破坏其他线程已经获取并锁定的GetAndLock。 - Jonatan Melin

这个想法是：

1. 进行一次 GET 请求来查看它是否存在
2. 如果不存在，则添加它
3. 再次检查（使用锁）
4. 如果新值不等于您刚刚添加的值，则表示在您检查值是否存在并在锁定之前，其他线程已更改该值-->因此，您将不得不添加一些逻辑来处理这种情况。

- SemanticZen

我明白了。我相信这种情况也可能失败，但方式不同。Thread 1：通过Get进行检查 Thread 2：通过Get进行检查 Thread 1：执行Put操作 Thread 3：通过Get进行检查 Thread 1：锁定以检查值是否更改，未更改 Thread 1：解锁 Thread 3：currentVal不为空，执行普通情况锁定 Thread 2：执行Put操作，破坏线程3的锁定。 - Jonatan Melin

话说现在我有一个计划，大部分代码已经写好，但还存在一些bug。当我认为它没有问题时我会发帖介绍的。这个计划的基本思路是在应用程序启动时向缓存添加一个虚拟项，以便我知道可以锁定的东西，然后将其用作整个缓存的金属锁，从而允许进行不被打断的检查和添加操作。 - Jonatan Melin

将该方法设为静态并锁定。 - Sean