Wyjaśnienie zapisu i odczytu na C# Dictionary

Question

W kontekście niniejszego sprawozdania,

A Dictionary może obsługiwać jednocześnie wielu czytelników, jak długo jako zbiór nie jest modyfikowany. Mimo to wyliczenie poprzez kolekcję nie jest z natury procedurą bezpieczną dla wątków. W rzadkich przypadku gdy wyliczenie twierdzi z zapisem dostęp kolekcja musi być zamknięty podczas całego wyliczenie. Aby umożliwić dostęp do kolekcji przez wiele wątków do czytania i pisania , musisz wykonać własną synchronizację.

Co oznacza odczyt i zapis? Rozumiem, że odczyt to operacja, która wyszukuje klucz i zawiera odniesienie do jego wartości, a zapis to operacja, która dodaje lub usuwa parę wartości klucza ze słownika. Jednak nie mogę znaleźć niczego rozstrzygającego w tej kwestii.

Więc pytanie brzmi, realizując bezpieczną słownika wątek, to operacja, która aktualizuje wartość do istniejącego klucza w słowniku należy rozważyć czytelnika lub pisarza? Planuję mieć wiele wątków uzyskujących dostęp do unikalnych kluczy w słowniku i modyfikowanie ich wartości, ale wątki nie będą dodawać/usuwać nowych kluczy.

Oczywistą konsekwencją, zakładając modyfikację istniejącej wartości, nie jest operacja zapisu w słowniku, jest to, że moja implementacja dictionay safe dictionay może być dużo bardziej efektywna, ponieważ nie potrzebowałbym uzyskać wyjątkowego blokady za każdym razem Próbuję zaktualizować wartość do istniejącego klucza.

Używanie ConcurrentDictionary z .Net 4.0 nie jest opcją.

Answer 1

zastąpieniem istniejącego wartość powinna być traktowana jako operacja zapisu

Answer 2

Modyfikowanie wartości to write i wprowadza warunek wyścigu.

Powiedzmy oryginalna wartość mydict [5] = 42. Jeden aktualizacje gwint mydict [5], aby być 112. innym wątku aktualizacje mydict [5], aby być 837.

Co jeśli wartość mydict [5] być na końcu? Kolejność wątków jest w tym przypadku ważna, co oznacza, że ​​musisz upewnić się, że zamówienie jest jednoznaczne lub że nie pisze.

Answer 3

Wszystko, co może wpływać na wyniki innego odczytu, należy traktować jako zapis.

Zmiana klucza jest najbardziej zdecydowanie się pisać, ponieważ spowoduje to element, który ma ruszyć w wewnętrznej hash indeksu lub słowniki jednak wykonywać swoją O (log (n)) rzeczy ...

Co warto zrobić, to patrzeć na ReaderWriterLock

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.readerwriterlock.aspx

Answer 4

Aktualizacja wartości jest koncepcyjnie operacja zapisu. Podczas aktualizowania wartości z równoczesnym dostępem, gdy odczyt jest wykonywany przed zakończeniem zapisu, odczytujesz starą wartość. Kiedy dwa zapisy powodują konflikt, można zapisać niewłaściwą wartość.

Dodanie nowej wartości może spowodować wzrost pamięci bazowej. W tym przypadku przydzielana jest nowa pamięć, wszystkie elementy są kopiowane do nowej pamięci, dodawany jest nowy element, obiekt słownika jest aktualizowany, aby odnosił się do nowej lokalizacji pamięci do przechowywania, a stara pamięć jest zwalniana i dostępna do usuwania śmieci. W tym czasie więcej zapisów może spowodować duży problem. Dwa zapisy w tym samym czasie mogą wywołać dwa wystąpienia tego kopiowania pamięci. Jeśli będziesz postępować zgodnie z logiką, zauważysz, że element zostanie zgubiony, ponieważ tylko ostatni wątek aktualizujący odniesienie będzie wiedział o istniejących elementach, a nie o innych elementach, które próbowano dodać.

ICollection provides a member to synchronize access i referencja zachowuje ważność w operacjach rozwijania/zmniejszania.

Answer 5

Operacją odczytu jest wszystko, co dostaje klucz lub wartość z Dictionary, operacja zapisu to coś, co aktualizuje lub dodaje klucz lub wartość. Zatem proces aktualizujący klucz byłby uważany za pisarza.

Prosty sposób na bezpieczną słownika wątek jest stworzyć własną implementację IDictionary że po prostu blokuje mutex a następnie przekierowuje połączenie do realizacji:

public class MyThreadSafeDictionary<T, J> : IDictionary<T, J> 
{ 
     private object mutex = new object(); 
     private IDictionary<T, J> impl; 

     public MyThreadSafeDictionary(IDictionary<T, J> impl) 
     { 
      this.impl = impl; 
     } 

     public void Add(T key, J value) 
     { 
     lock(mutex) { 
      impl.Add(key, value); 
     } 
     } 

     // implement the other methods as for Add 
} 

Można zastąpić mutex z czytnikiem -writer lock, jeśli masz jakieś wątki, tylko czytasz słownik.

Należy również pamiętać, że obiekty Dictionary nie obsługują zmiany kluczy; jedynym bezpiecznym sposobem osiągnięcia pożądanego efektu jest usunięcie istniejącej pary klucz/wartość i dodanie nowej z zaktualizowanym kluczem.

Answer 6

Głównym punktem jeszcze nie wspomniano, że jeśli TValue jest typem klasy, rzeczy posiadane przez Dictionary<TKey,TValue> będą tożsamości TValue obiektów. Jeśli otrzymamy referencję ze słownika, słownik nie będzie wiedział ani nie będzie dbał o nic, co można zrobić z obiektem, do którego się odnosi.

Przydatnym trochę klasy narzędzie w przypadkach, gdy wszystkie klucze związane ze słownikiem będą znane wcześniej kodu, który potrzebuje go używać to:

class MutableValueHolder<T> 
{ 
    public T Value; 
} 

Jeśli ktoś chce mieć wielowątkowy kod Policz ile razy różne ciągi pojawiają się w paczce plików, a każdy z nich zna z góry wszystkie interesujące sygnały, można użyć do tego celu czegoś podobnego do Dictionary<string, MutableValueHolder<int>>. Po załadowaniu słownika wszystkimi odpowiednimi ciągami i instancją MutableValueHolder<int> dla każdej z nich, dowolna liczba wątków może pobrać odwołania do obiektów MutableValueHolder<int> i użyć Threading.Interlocked.Increment lub innych takich metod do zmodyfikowania Value powiązanych z każdym z nich, bez konieczności pisania do słownika w ogóle.