ConcurrentDictionary 可以安全使用吗？

Question

我有三个独立的代码在不同的线程中运行。

线程任务 1：从设备读取数据并将其写入ConcurrentDictionary。

线程任务2：将ConcurrentDictionary中的数据作为单独的文件写入计算机。

我在论坛上读过很多帖子说并发字典对于单独的线程是安全的。我还读到有锁定情况。事实上，我的脑海中出现了不止一个问号。

并发字典需要加锁吗？在哪些情况下需要锁定？如果需要加锁怎么办？以下方式使用会导致什么问题？

线程代码 1：每秒都有数据进来。

public void FillModuleBuffer(byte[] buffer, string IpPort)
{
     if (!CommunicationDictionary.dataLogList.ContainsKey(IpPort))
     {
         CommunicationDictionary.dataLogList.TryAdd(IpPort, buffer);
     }
}

线程代码 2： 下面的代码在计时器中工作。定时器持续时间为 200 毫秒。

if (CommunicationDictionary.dataLogList.ContainsKey(IpPort))
        {
          using (stream = File.Open(LogFilename, FileMode.Append, FileAccess.Write))
          {
              using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(stream))
              {
                 writer.Write(CommunicationDictionary.dataLogList[IpPort]);
                 writer.Flush();
                 writer.Close();
                 CommunicationDictionary.dataLogList.TryRemove(IpPort,out _);
               }
          }

}

注意：为了清楚起见，代码已被简化。

注2：在那之前我用过Dictionary。我遇到了一个非常不同的问题。在活动状态下，2-3 小时后，即使Dictionary 中没有数据，我也会收到数组超出索引范围的错误。

Answer 1

示例代码应该是线程安全的，但它显示了对如何使用并发字典的误解。例如：

 if (!CommunicationDictionary.dataLogList.ContainsKey(IpPort))
 {
     CommunicationDictionary.dataLogList.TryAdd(IpPort, buffer);
 }

这恰好起作用，因为只有一个线程添加到字典中，但由于存在单独的语句，字典可能会在它们之间发生变化。如果您查看 TryAdd 的文档，您会发现如果密钥已经存在，它将返回 false。所以不需要ContainsKey。有很多不同的方法，目的是同时做多个事情，以确保整个操作是原子的。

与阅读线程相同。所有对 concurrentDictionary 的访问都应替换为对 TryRemove 的一次调用

if (CommunicationDictionary.dataLogList.TryRemove(IpPort,out var data))
    {
      using (stream = File.Open(LogFilename, FileMode.Append, FileAccess.Write))
      {
          using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(stream))
          {
             writer.Write(data);
             writer.Flush();
             writer.Close();
           }
      }
}

请注意，这将保存一些数据块，并丢弃其他数据块，没有任何硬性保证会保存哪些块。这可能是预期的行为，但对于确保保存所有数据的队列来说，它会更常见。一个典型的实现会将concurrentQueue 包装在blockingCollection 中，其中包含一个或多个生产线程和一个消费线程。这避免了对单独计时器的需要。