ConcurrentDictionary.GetOrAdd() 是否保证每个键只调用一次 valueFactoryMethod？答案

【问题标题】：Is ConcurrentDictionary.GetOrAdd() guaranteed to invoke valueFactoryMethod only once per key?ConcurrentDictionary.GetOrAdd() 是否保证每个键只调用一次 valueFactoryMethod？
【发布时间】：2015-07-26 13:16:09
【问题描述】：

问题：我需要实现对象缓存。缓存需要是线程安全的，并且需要按需填充值（延迟加载）。这些值是通过 Web 服务通过 Key（慢速操作）检索的。所以我决定使用ConcurrentDictionary 和它的GetOrAdd() 方法，它有一个值工厂方法，假设操作是原子的和同步的。不幸的是，我在 MSDN 文章中找到了以下语句：How to: Add and Remove Items from a ConcurrentDictionary:

此外，虽然 ConcurrentDictionary 的所有方法都是线程安全，并非所有方法都是原子的，特别是 GetOrAdd 和添加或更新。传递给这些方法的用户委托是在字典的内部锁之外调用。

这很不幸，但仍然没有完全回答我的答案。

问题：每个键是否只调用一次值工厂？在我的具体情况下：是否有可能多个线程正在寻找相同的密钥，从而产生对 Web 服务的多个请求以获得相同的值？

【问题讨论】：

不，使用 CD>。这是标准模式。

标签： c# .net multithreading parallel-processing

【解决方案1】：

正如其他人已经指出的那样，valueFactory 可能会被多次调用。有一个通用的解决方案可以缓解这个问题 - 让您的 valueFactory 返回一个 Lazy<T> 实例。虽然可能会创建多个惰性实例，但只有在访问 Lazy<T>.Value 属性时才会创建实际的 T 值。

具体来说：

// Lazy instance may be created multiple times, but only one will actually be used.
// GetObjectFromRemoteServer will not be called here.
var lazyObject = dict.GetOrAdd("key", key => new Lazy<MyObject>(() => GetObjectFromRemoteServer()));

// Only here GetObjectFromRemoteServer() will be called.
// The next calls will not go to the server
var myObject = lazyObject.Value;

这个方法在Reed Copsey's blog post中有进一步的解释

【讨论】：

对不起，我的错。我最初认为GetOrAdd 会返回由valueFactory 创建的值，因此两个GetOrAdd 调用可能会返回两个不同的结果（如链接帖子中的第一个评论者）。再想一想，这将是完全愚蠢的。此解决方案有效。
这种方式不保证工厂方法会被调用一次。事实是 Lazy 是同步创建的，而且价格便宜，因此竞争条件更难发生，但它们仍然可能发生。
@BladeWise 怎么样？ GetOrAdd 将始终返回集合中实际存在的值（因此始终是相同的值），然后 Lazy.Value 将只调用一次工厂方法
@Taudris GetOrAdd 为给定键返回的Lazy<T> 实例在所有GetOrAdd 调用中都是相同的。因此，竞态条件不会发生。为给定键创建新值的GetOrAdd 的并行调用可线性化如下：创建值的第一个GetOrAdd 调用将其存储在集合中。所有其他 GetOrAdd 调用创建它们的值并丢弃它们，返回已经存储在集合中的值。
因此，即使多个线程可以最终创建 Lazy<T> 实例，也只会存储一个实例，并且所有线程都会返回该实例。看来你是对的；我会删除我的评论。

【解决方案2】：

每个键是否只调用一次值工厂？

不，不是。 The docs say:

如果你在不同的线程上同时调用GetOrAdd， valueFactory 可能会被多次调用，但它的键/值对可能不会被添加到每次调用的字典。

【讨论】：

【解决方案3】：

我们来看看source code of GetOrAdd：

public TValue GetOrAdd(TKey key, Func<TKey, TValue> valueFactory)
{
    if (key == null) throw new ArgumentNullException("key");
    if (valueFactory == null) throw new ArgumentNullException("valueFactory");

    TValue resultingValue;
    if (TryGetValue(key, out resultingValue))
    {
        return resultingValue;
    }
    TryAddInternal(key, valueFactory(key), false, true, out resultingValue);
    return resultingValue;
}

不幸的是，在这种情况下，很明显，如果两个 GetOrAdd 调用碰巧并行运行，则无法保证不会多次调用 valueFactory。

【讨论】：