并行应用程序的可变与不可变 [关闭]

Question

在我正在编写的应用程序中，我需要编写很多基本类型，它们很可能是不可变的。但我想知道并行应用程序中的可变类型与不可变类型的比较。

您可以对可变对象使用锁，对吗？它与并行应用程序中用于不可变类型的其他技术相比如何？

您至少远离使用不可变类型的锁，对吧？

Answer 1

类型

• 尽可能使用不可变类型。
• 尽可能使用线程安全集合而不是显式锁。
• 只有在没有其他合理选择时才使用可变类型。

线程

• 尽可能使用线程池。
• 当线程池不可用时使用无限循环。
• 作为最后的手段，手动启动和停止线程。

如果您必须使用显式锁，请完整记录它们。尤其是涉及到锁定对象的顺序时。如果你知道 Foo 对象总是在 Bar 对象之前被锁定并且 Foo(key 100) 总是在 Foo(key = 200) 之前被锁定，你就不会遇到死锁。

Answer 2

编写可并行化应用程序的关键是远离可变共享状态。在线程之间共享可变状态需要同步，这通常需要某种形式的锁定。使用不可变类型可以帮助确保您不会意外共享状态，因为无法更改这些对象的状态。然而，这不是灵丹妙药，而只是一种设计选择。如果您尝试并行化的算法需要共享状态，您将不得不创建某种同步。

可变性不影响锁定。

Answer 3

当您使用可变类型时，您会将自己暴露在读后写或写后写错误中。这些是与更新值相关的同步错误，而其他线程正在同时读取或更新该值。

为了防止同步错误，您必须使用某种形式的锁定机制。如果您确实使用显式锁定，则需要非常小心获取锁的顺序。如果你不小心，你可能会引入死锁。例如：线程 A 获取锁 X，然后线程 B 获取锁 Y。稍后，线程 A 请求锁 Y，线程 B 请求锁 X。这导致两个线程无限期地等待永远不会释放的锁。

两个很好的锁定经验法则：

• 按特定顺序获取锁（例如，始终在锁 Y 之前获取锁 X）
• 保持锁定的时间尽可能短。在需要时获取它们，并在完成后立即释放它们。

如果您在创建对象后从未对其进行写入，则无需在访问之前锁定它。因此，您不需要锁定不可变对象。

Answer 4

尽可能使用不可变类型。必要时使用可变类型（序列化等）。

使用 System.Threading.Tasks 进行所有并行化 - 添加 async 和 await 关键字后，甚至可以使用 C# 5 中的语言构建任务。

我写了一篇关于 C# 中可变/不可变类型的文章：http://rickyhelgesson.wordpress.com/2012/07/17/mutable-or-immutable-in-a-parallel-world/