ConcurrentBag<T> 是合适的集合吗？答案

【问题标题】：Is the ConcurrentBag<T> the appropriate collection?ConcurrentBag<T> 是合适的集合吗？
【发布时间】：2014-06-23 16:24:38
【问题描述】：

我的情况是，我在 IIS 上托管了一个 ASP.NET Web API 2 项目，并且我预计会出现并发问题。我需要生成随机数并确保它们是唯一的（稍后存储在数据库中）。为此，我实现了一个简单的内存 RNG，它依赖于静态 ConcurrentBag。我知道这种实现会给分布式架构带来风险。很快，代码看起来像这样：

public interface IRandomNumberGenerator
{
    string ReserveNumber();
    string ReleaseNumber(string number);
}

public class InMemoryRandomNumberGenerator : IRandomNumberGenerator
{
    private static readonly ConcurrentBag<string> Bag = new ConcurrentBag<string>();

    public string ReserveNumber()
    {
        // Add
        throw new NotImplementedException();
    }

    public string ReleaseNumber(string number)
    {
        // Remove
        throw new NotImplementedException();
    }
}

这段代码打算这样使用：

var number = rng.ReserveNumber();

StoreIntoDatabase(number);

rng.ReleaseNumber(number);

我是否正确使用了ConcurrentBag 集合？

另外请注意，我已经简化了我的示例，并且我对将代码移动到 SQL 中并使用 SQL 事务来完成此任务不感兴趣。

【问题讨论】：

您可能希望将InMemoryRandomNumberGenerator 变成static class。否则，您并没有真正描述您想用ConcurrentBag<T> 做什么。我建议您尝试一下，因为从您提供的信息中我看不出它不合适的原因。
@KrisVandermotten 感谢您对 Kris 的反馈。将立即应用更改。
你肯定在尝试编译后意识到：静态类无法实现接口......
@oleksii，事实上，我自己的类中有实例字段不能使用静态（此示例已简化）。好点子。

标签： c# random concurrency asp.net-web-api thread-safety

【解决方案1】：

我猜您正在尝试解决一个并发问题，即许多用户单击一个按钮来生成一个数字。虽然从并发的角度来看ConcurrentBag 可能可以使用，但我看到了其他问题：

“当订购无关紧要时，袋子可用于存放物品，而且与集合不同，袋子支持重复。”msdn。我认为您试图避免重复。
这个序列需要有某种受保护的部分或事务，否则可能会出现并发问题
```
var number = rng.ReserveNumber();
StoreIntoDatabase(number);
rng.ReleaseNumber(number);
```

我希望你不要推出自己的 RNG，而是重复使用 RNGCryptoServiceProvider 之类的东西。

【讨论】：

我正在生成人类友好的随机数，例如 123-456-789 或 ABC。我正在使用 Random 类和一组不同的字符。我执行生成唯一字符串所需的所有验证。
@maxbeaudoin 我记得写了一个随机字符串扩展，也许你会have a look。那里还有其他一些替代答案。这是以防你需要一个随机字符串。
我使用了一种受this post启发的非常相似的方法。你能看看我下面的回答吗？

【解决方案2】：

我已经修改了设计。正如@oleksii 所指出的，我切换到ConcurrentDictionary 以避免重复。我使用字节是因为我不使用该值，并且据我所知没有ConcurrentHashset。

NUnit 测试：

[Test]
public void GenerateStrings()
{
    var gen1 = new ConcurrentStringGenerator("0123456789", 9);

    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        var str = gen1.Reserve();
        Console.WriteLine(int.Parse(str).ToString("000-000-000"));
        Assert.True(gen1.Release(str));
    }

    var gen2 = new ConcurrentStringGenerator("ABCDEFGHJKLMNPQRSTUVWXYZ", 3);

    for (int i = 0; i < 100; i++)
    {
        var str = gen2.Reserve();
        Console.WriteLine(str);
        Assert.True(gen2.Release(str));
    }
}

实施：

public class ConcurrentStringGenerator
{
    private readonly Random _random;
    private readonly string _charset;
    private readonly int _length;
    private readonly ConcurrentDictionary<string, byte> _numbers;

    public ConcurrentStringGenerator(string charset, int length)
    {
        _charset = charset;
        _length = length;
        _random = new Random();
        _numbers = new ConcurrentDictionary<string, byte>();
    }

    public string Reserve()
    {
        var str = Generate();
        while (!_numbers.TryAdd(str, 0))
        {
            str = Generate();
        }
        return str;
    }

    public bool Release(string str)
    {
        byte b;
        return _numbers.TryRemove(str, out b);
    }

    private string Generate()
    {
        return new string(Enumerable.Repeat(_charset, _length).Select(s => s[_random.Next(s.Length)]).ToArray());
    }
}

@oleksii 至于受保护的部分，我试图避免在序列上使用 lock 语句并改用并发集合。您能否更具体地说明以下陈述？

您需要有某种受保护的部分或事务这个顺序，否则可能会出现并发问题

【讨论】：