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这个类应该为多线程使用数据锁定吗?

locking multithreading .net

Kamarey · 技术社区 · 14 年前

我有一个包含一些数据的类,有许多线程使用它:

class MyClass
{
    static Dictionary<Key, Value> MyData;

    static IEnumerable<Data> Data
    {
        get
        {
            return MyData.Values;
        }
    }

    static void Reset()
    {
         MyData = GetMyData();
    }
}

有时(比如一天一次)会调用Reset方法。我不想因为性能而添加锁定,但不确定没有它是否一切都能正常工作。

3 回复 | 直到 14 年前

Community CDub 8 年前

我不同意理查德的观点。你好像用了 Dictionary<,> 以不变的方式,从不改变内容。它从 GetMyData() Values 财产。即使有人在查字典,而有人在打电话 Reset() ,这个人将继续在旧字典上枚举,而任何新的读者将得到新的字典。因此,您的代码是完全线程安全的,因为您使用的数据结构就像它们是不可变的一样。你可能想把它包装在一个真正的不可变字典中(例如。 from here

编辑:我刚刚注意到 MyData 和 Data 方法是从另一个线程调用的,那么您就没事了。另一方面,如果您在一个线程上修改集合,同时在另一个线程上读取它,那么您必须执行Richard提到的手动同步。关键是 重置() 方法从来不是问题所在,因为它用新实例替换字典的引用,而不影响旧实例。

Richard 14 年前

如果它将被多个线程调用,那么:yes。

A Monitor (a lock 如果争用很少,则语句uses)的开销非常低。创建专用 Object

另一种可能性(在.NET4上)是 ConcurrentDictionary

编辑补充:我注意到 Data 属性返回 IEnumerable Dictionary . 这意味着在调用其他修改方法时,可以对字典的值进行迭代。即使使用内部锁定,也会出现并发问题。有两种方法:

将锁定移到此类型的调用者中。如果是内部类型或助手类型(而不是作为API的一部分公开),这可能是一种可行的方法,但它会增加确保正确锁定的负担。

制作值的副本,并返回:

static IEnumerable<Data> Data {
  get {
      return MyData.Values.ToArray();
  }
}

Community CDub 8 年前

对。您应该使代码对于多线程操作是安全的。原因是,无论您是否希望代码在多线程环境中运行,使所有静态成员线程安全都是标准做法。当前代码存在过时问题。这是一个线程可以调用的 Reset Data MyData 作为 volatile .

更新:

我所说的过时问题与C和JIT编译器如何优化代码有关。例如,考虑两个线程T _A 和T _B类 _A 电话 MyClass.Data 我的数据 T时参考更改 我的数据 通过调用引用 复位 我的数据 通过将它们提升到循环之外,将它们缓存在CPU寄存器中,等等 _A 可能会错过如果它在CPU寄存器中缓存引用,或者 _B类

这不仅仅是一些在实践中很少出现的理论问题。实际上,用下面的程序演示是很容易的。确保在版本配置中编译代码,并在不使用调试器的情况下运行它(两者都是再现问题所必需的)。粗略地看一下,这个程序应该在大约1秒后终止,但遗憾的是它没有终止,因为 m_Stop 正在被工作线程缓存,并且从未看到主线程将其值更改为 true 停止 作为 不稳定的 . 你可以看到我的解释 here

public class Program
{
    private static bool m_Stop = false;

    public static void Main(string[] args)
    {
        var thread = new Thread(
            () =>
            {
                int i = 0;
                Console.WriteLine("begin");
                while (!m_Stop)
                {
                    i++;
                }
                Console.WriteLine("end");
            });
        thread.Start();
        Thread.Sleep(1000);
        m_Stop = true;
        Console.WriteLine("exit");
    }
}