Tại sao không có bộ sưu tập đồng thời trong C#?

Question

Tôi đang cố gắng để có được một cái nhìn tổng quan về lý thuyết an toàn chủ đề đằng sau các bộ sưu tập trong C#.

Tại sao không có bộ sưu tập đồng thời nào có trong Java? (java docs). Một số bộ sưu tập xuất hiện chủ đề an toàn nhưng nó không phải là rõ ràng với tôi những gì vị trí là ví dụ đối với:

• hoạt động hợp chất,
• an toàn của việc sử dụng vòng lặp,
• hoạt động ghi

Tôi không muốn phát minh lại bánh xe! (Tôi không phải là một guru đa luồng và chắc chắn không đánh giá thấp như thế nào khó này sẽ được anyway).

Tôi hy vọng cộng đồng có thể trợ giúp.

Answer 1

NET đã có tương đối "thấp cấp" hỗ trợ đồng thời cho đến bây giờ - nhưng .NET 4.0 giới thiệu các namespace System.Collections.Concurrent trong đó có các bộ sưu tập khác nhau mà được an toàn và hữu ích.

Câu trả lời của Andrew hoàn toàn chính xác về cách xử lý các bộ sưu tập trước .NET 4.0 - và đối với hầu hết sử dụng Tôi chỉ khóa một cách thích hợp khi truy cập bộ sưu tập được chia sẻ "bình thường". Tuy nhiên, các bộ sưu tập đồng thời giúp dễ dàng sử dụng hàng đợi của nhà sản xuất/người tiêu dùng, v.v.

Answer 2

C# cung cấp một số cách để làm việc với các bộ sưu tập trên nhiều luồng. Đối với một tốt write-up của những kỹ thuật này tôi sẽ khuyên bạn nên bắt đầu với Collections and Synchronization (Thread Safety):

Theo mặc định, bộ sưu tập các lớp học là thường không đề an toàn. Nhiều người đọc có thể đọc bộ sưu tập với sự tự tin ; tuy nhiên, bất kỳ sửa đổi nào cho bộ sưu tập sẽ tạo ra các kết quả không xác định cho tất cả các chuỗi truy cập bộ sưu tập, bao gồm cả trình đọc chủ đề.

lớp Collections có thể được thực hiện chủ đề an toàn sử dụng bất kỳ phương pháp sau đây:

• Tạo một wrapper thread-safe sử dụng phương pháp đồng bộ, và truy cập bộ sưu tập độc quyền qua wrapper đó.
• Nếu lớp học không có phương thức Đồng bộ, lấy từ lớp và triển khai phương thức Đồng bộ bằng thuộc tính SyncRoot.
• Sử dụng cơ chế khóa, chẳng hạn như báo cáo khóa trong C# (SyncLock trong Visual Basic), trên thuộc tính SyncRoot khi truy cập bộ sưu tập .

Answer 3

Như Jon Skeet đã đề cập, hiện có các bộ sưu tập "an toàn chủ đề" trong không gian tên System.Collections.Concurrent trong .NET 4.

Một trong những lý do khiến không có bộ sưu tập đồng thời tồn tại (ít nhất là dự đoán của tôi) trước đây.NET Framework phiên bản là nó là rất khó để đảm bảo an toàn thread, ngay cả với một bộ sưu tập đồng thời.

(Đây không phải là hoàn toàn đúng như một số bộ sưu tập cung cấp một phương pháp đồng bộ để trả lại một bộ sưu tập chủ đề an toàn từ một bộ sưu tập an toàn phi thread vì vậy có một số bộ sưu tập chủ đề an toàn ...)

Ví dụ giả định một người có một từ điển an toàn chủ đề - nếu một người chỉ muốn chèn vào nếu Khóa không tồn tại thì trước tiên người ta sẽ truy vấn bộ sưu tập để xem liệu Khóa có tồn tại hay không, sau đó người ta sẽ thực hiện chèn nếu khóa không tồn tại. Hai hoạt động này không phải là luồng an toàn mặc dù, giữa truy vấn của ContainsKey và thao tác Thêm một luồng khác có thể đã thực hiện chèn khóa đó để có điều kiện chủng tộc.

Nói cách khác, hoạt động của bộ sưu tập là an toàn chỉ - nhưng việc sử dụng nó không nhất thiết. Trong trường hợp này, người ta cần chuyển đổi trở lại các kỹ thuật khóa truyền thống (mutex/monitor/semaphore ...) để đạt được an toàn luồng để bộ sưu tập đồng thời đã mua cho bạn không có gì về an toàn đa luồng (nhưng có thể tệ hơn cho hiệu năng) .