.Net 4.0 并行编程 - 如何将数据写入并发集合？答案

【问题标题】：.Net 4.0 Parallel Programming - how to write data to concurrent collections?.Net 4.0 并行编程 - 如何将数据写入并发集合？
【发布时间】：2010-09-17 18:25:16
【问题描述】：

我有一个网格，定义为：List<List<Cell>>，其中“Cell”是我的自定义类。我的程序有几个线程可以访问网格上的各种坐标，并更改“Cell”类中的数据。但我只希望一个线程一次将数据写入“Cell”对象。我认为使用 ConcurrentBag 等并发集合会有所帮助，但似乎所有并发集合都只有添加项目或从集合中删除项目的方法。似乎没有一种线程安全的方式来更改此类集合中保存的数据。

我在这里遗漏了什么，还是没有“简单的方法”来使用这样的集合？

【问题讨论】：

标签： c# .net-4.0 parallel-processing concurrent-programming concurrent-collections

【解决方案1】：

您可以简单地使用互斥锁来对单元格内容进行线程安全访问。它的工作原理是这样的：

class Cell{

 private static Mutex mut = new Mutex();

    private static void SetResource(...)
    {
        // Wait until it is safe to enter.
        mut.WaitOne();

        //change cell contents here...

        // Release the Mutex.
        mut.ReleaseMutex();
    }

   }

【讨论】：

【解决方案2】：

你读过这篇论文吗？

Thread-safe Collections in .NET Framework 4 and Their Performance Characteristics

使用ConcurrentBag的示例代码：

if (bag.TryTake(out node))
{
    for (int i = 0; i < node.Children.Count; i++)
    {
        bag.Add(node.Children[i]);
    }

    ProcessNode(node); //e.g. a short string comparison
}

你也可以看看ConcurrentDictionary’s support for adding and updating。

【讨论】：

【解决方案3】：

并发集合旨在作为一种安全修改集合本身的手段；不是项目。您必须将自己的同步原语添加到Cell 类。如果外部和内部List 实例本身保持不变，则无需对它们应用同步。

你提到你会有很多读者，但只有一个作者。这是一个非常重要的细节。这意味着任何无锁同步策略都变得非常容易实现。但是，我不鼓励沿着这条路线走，因为它仍然很难做到正确。但是，这也可能意味着ReaderWriterLockSlim可能比lock表现更好。

您必须对这两种方法都进行试验，看看哪一种能在可维护性和效率之间取得最佳平衡。我的预感是你会发现传统的lock 尽管有多个阅读器和一个编写器，但它的性能会更快，但它值得测试。输入代码时，手指肯定会轻松很多。

这是两者的示例代码。

public class Cell
{
  private object m_LockObject = new object();

  public object ReadMyState()
  {
    lock (m_LockObject)
    {
      // Return the data here.
    }    
  }

  public void ChangeMyState()
  {
    lock (m_LockObject)
    {
      // Make your changes here.
    }    
  }
}

和

public class Cell
{
  private ReaderWriterLockSlim m_LockObject = new ReaderWriterLockSlim();

  public object ReadMyState()
  {
    m_LockObject.EnterReadLock();
    try
    {
      // Return the data here.
    }
    finally
    {
      m_LockObject.ExitReadLock();
    }
  }

  public void ChangeMyState()
  {
    m_LockObject.EnterWriteLock();
    try
    {
      // Make your changes here.
    }
    finally
    {
      m_LockObject.ExitWriteLock();
    }
  }
}

【讨论】：