C#中Dictionary與ConcurrentDictionary解鎖多線程操作安全之道
作者：架構(gòu)師老盧
在C#中，Dictionary是一個常見的字典類型，但它不是線程安全的。為了在多線程環(huán)境中確保安全的操作，我們可以使用ConcurrentDictionary，這是一個專門設(shè)計用于多線程場景的線程安全字典。
使用C#中的Dictionary與ConcurrentDictionary進行多線程操作
在C#中，Dictionary是一個常見的字典類型，但它不是線程安全的。為了在多線程環(huán)境中確保安全的操作，我們可以使用ConcurrentDictionary，這是一個專門設(shè)計用于多線程場景的線程安全字典。
1. 使用Dictionary進行非線程安全操作
首先，我們來看一個使用普通的Dictionary的例子。在這個例子中，我們創(chuàng)建一個Dictionary對象，然后通過多個線程同時進行讀取和寫入操作，以演示潛在的線程安全問題。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
static void Main()
{
// 創(chuàng)建一個非線程安全的 Dictionary
Dictionary<int, string> regularDictionary = new Dictionary<int, string>();
// 啟動多個線程對字典進行讀取和寫入操作
List<Task> tasks = new List<Task>();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
int key = i;
tasks.Add(Task.Run(() =>
{
// 讀取和寫入操作
RegularDictionaryExample(regularDictionary, key);
}));
}
// 等待所有任務(wù)完成
Task.WaitAll(tasks.ToArray());
Console.WriteLine("Regular Dictionary:");
PrintDictionary(regularDictionary);
Console.ReadLine();
}
// 非線程安全的字典操作示例
static void RegularDictionaryExample(Dictionary<int, string> dictionary, int key)
{
if (dictionary.ContainsKey(key))
{
Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}: Key {key} already exists. Value: {dictionary[key]}");
}
else
{
dictionary[key] = $"Value from Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}";
Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}: Key {key} added.");
}
}
// 打印字典內(nèi)容
static void PrintDictionary<T, U>(Dictionary<T, U> dictionary)
{
foreach (var kvp in dictionary)
{
Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");
}
}
}2. 使用ConcurrentDictionary進行線程安全操作
接下來，我們使用ConcurrentDictionary來解決線程安全問題。ConcurrentDictionary提供了內(nèi)置的線程安全機制，避免了多線程同時訪問時的問題。
using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
class Program
{
static void Main()
{
// 創(chuàng)建一個線程安全的 ConcurrentDictionary
ConcurrentDictionary<int, string> concurrentDictionary = new ConcurrentDictionary<int, string>();
// 啟動多個線程對字典進行讀取和寫入操作
List<Task> tasks = new List<Task>();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
int key = i;
tasks.Add(Task.Run(() =>
{
// 讀取和寫入操作
ConcurrentDictionaryExample(concurrentDictionary, key);
}));
}
// 等待所有任務(wù)完成
Task.WaitAll(tasks.ToArray());
Console.WriteLine("\nConcurrent Dictionary:");
PrintDictionary(concurrentDictionary);
Console.ReadLine();
}
// 線程安全的字典操作示例
static void ConcurrentDictionaryExample(ConcurrentDictionary<int, string> dictionary, int key)
{
string value = dictionary.GetOrAdd(key, k => $"Value from Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}: Key {key} {((value == null) ? "added" : "already exists")}. Value: {value}");
}
// 打印字典內(nèi)容
static void PrintDictionary<T, U>(ConcurrentDictionary<T, U> dictionary)
{
foreach (var kvp in dictionary)
{
Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");
}
}
}- Dictionary問題： 普通的Dictionary在多線程環(huán)境中可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致或異常，因為它不提供線程安全性。
- ConcurrentDictionary解決方案： ConcurrentDictionary是專為多線程設(shè)計的，通過提供內(nèi)置的線程安全機制，確保在多線程環(huán)境中對字典進行安全的讀取和寫入操作。
- GetOrAdd方法： ConcurrentDictionary的GetOrAdd方法是線程安全的讀取和寫入的原子操作，可以安全地在多線程環(huán)境中使用。
通過選擇適當?shù)淖值漕愋?，可以確保在多線程應(yīng)用程序中有效地管理數(shù)據(jù)，避免潛在的線程安全問題。
責任編輯：姜華
來源：
今日頭條
