结构数组，多线程，我可以同时写入不同的索引吗？

Question

我有一个巨大的数组，其中包含一个结构“Tile”。我正在编写的程序是一个 2D 游戏，我不希望不同的玩家（由不同的线程处理）同时将他们的位置写入同一个图块，我想知道两件事。两个线程能否安全地同时写入数组中的两个不同位置，有没有什么有效的方法可以只锁定这个数组的一个索引？

Answer 1

是的，您可以从不同的线程同时写入不同的位置。

要进行锁定，您应该创建一个锁数组，并使用一些简单的散列技术根据写入的位置选择一个锁。例如：

class TileArray
{
    private static readonly int numLocks = 16;
    private object[] locks = (from i in Range(0, numLocks) select new object()).ToArray();
    private Tile[] tiles = hugeTileArray();

    ...

    public Tile this[int i]
    {
        get { return tiles[i]; }
        set
        {
            lock (locks[i % numLocks])
                tiles[i] = value;
        }
    }
}

这避免了创建无数锁的需要，但仍将锁争用降至最低。您可以根据分析设置 numLocks 向上或向下。不过，为了高效的模计算，请保持它的 2 次方。

最后一个细节：提防混叠效应。例如，由于某种奇怪的原因，16 个位置的倍数可能碰巧在您的线程中非常受欢迎，在这种情况下，争用将达到顶峰。如果是这种情况，您将需要更强的哈希。也许(uint)i.GetHashCode() % numLocks 会做，但我不确定Int32.GetHashCode 会做什么；它可能只是返回数字本身。如果做不到这一点，你可以从Bob Jenkins 偷一个。

Answer 2

您可以使用Interlocked.CompareExchange 函数安全地进行读写操作，而无需显式使用锁。

public class Example
{
  private Tile[] m_Array;

  public Tile this[int index]
  {
    get { return Interlocked.CompareExchange(ref m_Array[i], null, null); }
    set { Interlocked.CompareExchange(ref m_Array[i], value, m_Array[i]); }
  }
}

当然，您必须将 Tile 结构转换为类才能执行此操作。

Answer 3

对于您想要做的事情没有内置支持。多个线程可以同时访问同一个数组，但是你需要自己通过同步来处理数据的一致性。因此，虽然可以实现每个索引锁定（这类似于数据库在事务中所做的），但我不确定这是否是您尝试做的正确方法。为什么要使用数组开头？

Answer 4

我相信您可以使用lock statement 使代码线程安全，它正在访问数组并在线程之间共享。