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lock函数能否用于实现线程安全枚举?

enumeration thread-safety locking f#

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Daniel · 技术社区 · 16 年前

我正在开发一个线程安全集合,它使用字典作为后备存储。

在C中,您可以执行以下操作:

  private IEnumerable<KeyValuePair<K, V>> Enumerate() {
     if (_synchronize) {
        lock (_locker) {
           foreach (var entry in _dict)
              yield return entry;
        }
     } else {
        foreach (var entry in _dict)
           yield return entry;
     }
  }

我在F中找到的唯一方法是使用监视器,例如:

    let enumerate() =
        if synchronize then
            seq {
                System.Threading.Monitor.Enter(locker)
                try for entry in dict -> entry
                finally System.Threading.Monitor.Exit(locker)
            }
        else seq { for entry in dict -> entry }

是否可以使用锁定功能完成此操作?或者,总的来说,有没有更好的方法来做到这一点?我不认为返回集合的副本进行迭代会有效,因为我需要绝对同步。

2 回复 | 直到 16 年前

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kvb 16 年前

我不认为您能够对锁函数做同样的事情,因为您将尝试从它内部屈服。尽管如此,在这两种语言中,这看起来都是一种危险的方法,因为这意味着锁可以被持有任意时间(例如,如果一个线程调用 Enumerate() 但不会一路列举结果 IEnumerable<_> ,则锁将继续保持)。

倒转逻辑可能更有意义,提供 iter 方法:

let iter f =
  if synchronize then
    lock locker (fun () -> Seq.iter f dict)
  else
    Seq.iter f dict

这将使迭代回到您的控制之下,确保序列完全迭代(假设 f 不会阻塞,这在任何情况下都是一个必要的假设),然后锁会立即释放。

编辑

下面是一个可以永久保存锁的代码示例。

let cached = enumerate() |> Seq.cache
let firstFive = Seq.take 5 cached |> Seq.toList

为了开始枚举前5项,我们已经获取了锁。但是,我们没有继续执行序列的其余部分,因此锁不会被释放(可能我们稍后会根据用户反馈或其他内容枚举其余的方法,在这种情况下,锁最终会被释放)。

在大多数情况下,正确编写的代码将确保它处理原始枚举器,但一般来说,无法保证这一点。因此,序列表达式的设计应该是健壮的,只允许部分枚举。如果您打算要求调用方同时枚举集合,那么强制它们将函数传递给您以应用于每个元素,这比返回一个序列要好,因为它们可以按照自己的意愿枚举该序列。

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Tomas Petricek 16 年前

我同意kvb的说法,代码可疑,您可能不要把锁锁住。但是,有一种方法可以更舒适地使用 use 关键字。值得一提,因为它在其他情况下可能有用。

您可以编写一个函数,该函数开始持有锁并返回 IDisposable ,释放锁时释放锁:

let makeLock locker =
  System.Threading.Monitor.Enter(locker) 
  { new System.IDisposable with  
      member x.Dispose() =
        System.Threading.Monitor.Exit(locker) }

然后你可以写例如:

let enumerate() = seq {
  if synchronize then       
    use l0 = makeLock locker
    for entry in dict do
      yield entry       
  else 
    for entry in dict do
      yield entry }

这基本上是实现类似C的 lock 使用 使用 关键字,它具有类似的属性(允许您在离开作用域时执行某些操作)。因此,这更接近于代码的原始C版本。