线程安全的字典 C#

Question

我的同事最近说，如果您不介意获取过期的数据，多个读写线程访问c#字典是可以的。他的理由是，由于程序会重复从字典中读取，因此过期的数据不会成为问题。

我告诉他，当您有一个编写器线程时，锁定集合始终是必要的，因为集合的内部状态将会被破坏。

我错了吗？

- Koda

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他说，每当集合检测到无效的并发访问时，就会抛出异常。然后他可以捕获异常并重试。他说他想最小化锁定以提高性能。只捕捉异常然后重试是否可行？ - Koda

Answer 1

您是正确的，而您的同事是错误的：只有在没有写入器的情况下，才能从多个线程访问字典。

.NET 4.0 添加了 ConcurrentDictionary<K,T> 类，它恰好做了其名称所示的功能。

- Sergey Kalinichenko

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尽管使用 ConcurrentDictionary 可以加分，但仅依赖它并不足以真正理解其内部工作机制。Concurrent 集合提供了许多常见的多步骤进程的函数，将多个锁定操作转化为单一的管理进程，但它们并非万能替代品。 - Adam Robinson

@AdamRobinson 你对“一刀切”的评论非常到位：没有什么比了解正在发生的事情更重要的了。 - Sergey Kalinichenko

他说，每当集合检测到无效的并发访问时，就会抛出异常。然后他可以捕获异常并重试。他说他想尽量减少锁定以提高性能。只捕获异常并重试是否可行？ - Koda

@Alvin 不行，这个方法也不可行：问题在于集合并不总是能检测到并发修改。除了偶尔会出现索引超出范围异常之外，TryGetValue 和 [] 并不进行任何并发检查。它们有时会返回错误键的值而不是抛出异常，因此您将不知道要重试。 - Sergey Kalinichenko

@Alvin 他为什么要进行优化呢？是分析器告诉他ConcurrentDictionary内部的锁定是系统瓶颈，还是这是一种过早的优化？ - Sergey Kalinichenko

Answer 2

你说得对，写入操作确实需要某种形式的锁定，但仅仅拥有写入权限并不意味着每次访问集合都必须使用lock() { }。

正如你所说，内置集合的非同步版本仅在读取时是线程安全的。通常情况下，ReadWriterLockSlim用于管理并发访问，在写入时允许多个线程访问集合，只要没有进行写入操作，但在写入期间只允许一个线程（即写入者）访问。

- Adam Robinson

Answer 3

来自http://msdn.microsoft.com/en-us/library/xfhwa508.aspx：

字典可以支持多个读者并发访问，只要集合没有被修改。即便如此，枚举集合本质上不是线程安全的过程。在罕见的情况下，当枚举与写访问竞争时，必须在整个枚举期间锁定集合。为了允许多个线程对集合进行读写访问，您必须实现自己的同步。

对于线程安全的替代方案，请参见ConcurrentDictionary<TKey，TValue>。

- penartur