字典查找需要锁定吗？答案

【问题标题】：is locking necessary for Dictionary lookup?字典查找需要锁定吗？
【发布时间】：2010-10-22 19:38:46
【问题描述】：

lock(dictionaryX)
{
   dictionaryX.TryGetValue(key, out value);
}

在查找字典时是否需要锁定？

该程序是多线程的，同时向 dict 添加键/值。 dict 被锁定。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

如上所述here：

在没有锁定的情况下使用 TryGetValue() 是不安全的。字典暂时处于不适合阅读的状态，而另一个线程正在编写字典。字典会随着它包含的条目数量的增加不时地重新组织自己。当您在此重组发生的确切时间阅读时，当存储桶已更新但尚未更新值条目时，您将冒着为键找到错误值的风险。

更新：也可以看看this page 的“线程安全”部分。

【讨论】：

【解决方案2】：

与编程中的许多微妙问题一样，答案是：不一定。

如果只是添加值作为初始化，那么后续的读取就不需要同步了。但是，另一方面，如果您要一直阅读和写作，那么您绝对需要保护该资源。

但是，成熟的lock 可能不是最好的方法，具体取决于您的词典获得的流量。如果您使用的是 .NET 3.5 或更高版本，请尝试ReaderWriterLockSlim。

【讨论】：

+1：虽然值得一试，但在这种情况下，ReaderWriterLockSlim 很可能会比普通的旧 lock 慢...很多事实上更慢。在我自己的个人测试中，我发现 ReaderWriterLockSlim 的开销大约是 5 倍，而旧的 ReaderWriterLock 大约是 15 倍。 RW 锁的应用范围比普通的lock 窄得多，因此在大多数情况下它会更慢。当锁被持有很长时间并且写入者的数量远远超过读取者的数量时，RW 锁真的会发光。不过值得进行基准测试。

【解决方案3】：

如果您有多个线程访问字典，那么您确实需要锁定更新和查找。您需要锁定查找的原因是在您进行查找的同时可能会发生更新，并且字典可能在更新期间处于不一致状态。例如，假设您有一个线程在执行此操作：

if (myDictionary.TryGetValue(key, out value))
{
}

一个单独的线程正在这样做：

myDictionary.Remove(key);

可能发生的情况是执行TryGetValue 的线程确定该项目在字典中，但在它可以检索该项目之前，另一个线程将其删除。结果是执行查找的线程要么抛出异常，要么TryGetValue 将返回true，但value 将是null，或者可能是与键不匹配的对象。

这只是可能发生的一件事。如果您在一个线程上进行查找，而另一个线程添加了您尝试查找的值，则可能会发生类似的灾难性事件。

【讨论】：

【解决方案4】：

仅当您在线程之间同步对资源的访问时才需要锁定。只要不涉及多线程，这里就不需要锁定。

在从多个线程更新和读取值的上下文中，是的，锁是绝对必要的。事实上，如果您使用的是 4.0，您应该考虑切换到专为并发访问设计的集合之一。

【讨论】：

@user177883 除非涉及多个线程，否则对Dictionary 的任何操作都不需要锁定
我还提到了在向其中添加数据时字典被锁定。但是为什么我会在查找时再次锁定它？这是否意味着，当 dict 被锁定以进行写入时，我仍然可以进行查找？
@user177883 因为如果您在查找过程中也没有锁定，那么您可以在写入过程中开始查找，因此看到字典处于中间状态。
"锁确保一个线程不进入临界区而另一个线程处于代码的临界区。如果另一个线程试图进入锁定的代码，它会等待（阻塞）直到对象被释放。”如果我在写作时锁定它，我怀疑我是否需要在查找时锁定它？？
@user177883：锁定需要读者和作者的合作。如果读者没有锁定，那么就好像作者根本没有进行任何锁定一样。 “锁定”仅意味着获取互斥锁的所有权，它不会停止执行不尝试获取互斥锁的代码。

【解决方案5】：

使用new ConcurrentDictionary<TKey, TValue> object，您就可以忘记必须进行任何锁定。

【讨论】：

你不能忘记锁。如果你在 ConcurrentDictionary 上这样做：if (concDic.Contains("key"))concDic["key"].Do(); 你会得到一个异常，因为这个键可以在 if 和 Do() 之间删除。

【解决方案6】：

是的，您需要锁定字典才能在多线程环境中访问。对字典的写入不是原子的，因此它可以添加键，但不能添加值。在这种情况下，当您访问它时，您可能会遇到异常。

【讨论】：

【解决方案7】：

如果您使用的是 .Net 4，则可以替换为 ConcurrentDictionary 以安全地执行此操作。在System.Collection.Concurrent namespace 中还有其他类似的集合，当您需要多线程访问时首选。

如果您可以选择，请不要使用自己滚动锁定。

【讨论】：

【解决方案8】：

是的，如果此字典是多个线程之间的共享资源，您应该锁定。这可确保您获得正确的值，并且其他线程不会在您的 Lookup 调用中途更改值。

【讨论】：

【解决方案9】：

是的，如果您对该字典进行多线程更新，则必须锁定。详情请查看这篇精彩的帖子：“Thread safe” Dictionary(TKey,TValue)

但是自从引入了ConcurrentDictionary<>，您可以通过.NET 4 或在3.5 中使用Rx 来使用它（它包含System.Threading.dll，实现了新的线程安全集合）

【讨论】：