（C#）使文件读/写线程安全（并考虑性能）

Question

这是我的示例代码，用于使 FileUtil 类成为一个安全的文件 IO 处理程序。

public static class FileUtil {
    private static ConcurrentDictionary<string, ReaderWriterLock> s_locks = new ConcurrentDictionary<string, ReaderWriterLock>();

    public static string ReadFile(string path) {
        var rwLock = s_locks.GetOrAdd(path, new ReaderWriterLock());
        rwLock.AcquireReaderLock(1000);
        string data = File.ReadAllText(path);
        rwLock.ReleaseReaderLock();
        return data;
    }

    public static void WriteFile(string path, string data) {
        var rwLock = s_locks.GetOrAdd(path, new ReaderWriterLock());
        rwLock.AcquireWriterLock(1000);
        using (StreamWriter sw = new StreamWriter(path, true)) {
            sw.Write(data);             
        }
        rwLock.ReleaseWriterLock();
    }
}

如您所见，我创建了一个并发字典，为不同的文件持有不同的锁，以避免所有文件 IO 使用一个锁。我的实现是否正确？

Answer 1

不，有几个原因。

首先不要忘记文件系统可以为您提供所需的并发性，然后您就不需要专门实现任何东西。请注意，线程安全并不意味着资源不能被并发访问，而是它的使用不会导致失败（在非常广泛的意义上）。

依赖操作系统进行并发的一种可能实现是：

public static string ReadFile(string path) {
    for (int retry=0; retry < 3; ++retry) {
        try {
            return File.ReadAllText(path);
        }
        catch (IOException e) {
            // 0x80070020 is value for ERROR_SHARING_VIOLATION
            if (Marshal.GetHRForException(e) == 0x80070020) {
                Thread.Sleep(1000); // Wait and try again
                continue;
            }

            throw;
        }
    }
}

WriteFile() 的代码很简单。

请注意，通过这种方式，您还将处理不同进程之间的共享冲突，并且您将遵守打开文件时声明的共享规则；例如File.WriteAllText() 指定FileShare.Read 允许并发读取但不允许并发写入，请小心，因为读者可能会读取不是最新的内容，如果它不是您想要的，那么您应该删除 File.WriteAllText() 来指定FileShare.None 在 FileStream 构造函数中。

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关于一般用法的一些其他说明。

您正在使用具有立即值的ConcurrentDictionary<TKey, TValue>.GetOrAdd()。这意味着，即使字典已经包含给定路径的ReaderWriterLock，您每次都会构造一个新对象。初始化期间没有获取锁，但它仍然是一个昂贵的操作，那么你应该（在其他代码中！）使用其他重载：

var rwLock = s_locks.GetOrAdd(path, () => new ReaderWriterLock());

这样ReadWriterLock 将仅在需要时创建。

第二点是ReadWriterLock 本身，你可能想用ReadWriterLockSlim 代替，它是一个新的轻量级资源高效版本。你也应该考虑一下资源获取超时，抛出异常怎么办？重试？

最后一点是关于用法的：想一想，在您将该代码用于 1000 个文件之后，您的字典将包含 1000 个（可能未使用的）对象。在另一种情况下，您可以考虑在每次使用后丢弃它们。