“Immutable"字节数组或对象锁

我正在开发一个多线程modbus服务器，我需要管理一个字节块供客户端读取。每个modbus设备都有一个线程来更新它们各自的字节数组部分，所以我需要实现某种形式的锁定。

初始化应用程序时，设备的数量和分配给每个设备的内存字节数将保持不变。我做了一些研究，似乎用ReaderWriterLockSlim对象数组作为锁来锁定多维数组是安全的:

    private static ReaderWriterLockSlim[] memLock;
    private static byte[][] memoryBlock;
    ...
    //Modify or read memoryBlock corresponding to deviceIndex as needed using:
    memLock[deviceIndex].EnterWriteLock();
        try
        {
            // Write to array of bytes from memoryBlock
            memoryBlock[2][3] = 0x05;
        }
        finally
        {
            memLock[deviceIndex].ExitWriteLock();
        }
        memLock[deviceIndex].EnterReadLock();
        try
        {
            // Read array of bytes from memoryBlock
        }
        finally
        {
            memLock[deviceIndex].ExitReadLock();
        }

我没有写过很多多线程应用程序，直到最近我才"发现"了不变性的概念。下面是我尝试把上面的变成一个不可变的类，假设一个设备列表和内存大小在内存是Initialize ed后永远不会改变。类是static的原因是因为在我的应用程序中只有一个该类的实例:

    private static class DeviceMemory
    {
        private static bool initialized_ = false;
        private static int memSizeInBytes_;
        private static List<byte[]> registers_;
        public static void Initialize(int deviceCount, int memSizeInBytes)
        {
            if (initialized_) throw new Exception("DeviceMemory already initialized");
            if (memSizeInBytes <= 0) throw new Exception("Invalid memory size in bytes");
            memSizeInBytes_ = memSizeInBytes;
            registers_ = new List<byte[]>();
            for(int i=0; i<deviceCount;++i)
            {
                byte[] scannerRegs = new byte[memSizeInBytes];
                registers_.Add(scannerRegs);
            }
            initialized_ = true;
        }
        public static byte[] GetBytes(int deviceIndex)
        {
            if (initialized_) return registers_[deviceIndex];
            else return null;
        }
        public static void UpdateBytes(int deviceIndex, byte[] memRegisters)
        {
            if (!initialized_) throw new Exception("Memory has not been initialized");
            if (memRegisters.Length != memSizeInBytes_)
                throw new Exception("Memory register size does not match the defined memory size in bytes: " + memSizeInBytes_);
            registers_[deviceIndex] = memRegisters;
        }
    }

以下是我对上述问题的回答:

1. 我是否正确，我可以锁定一行的二维数组如上所示?
2. 我是否正确地实现了不可变类?即，您是否看到DeviceMemory类的任何问题，这些问题会阻止我从设备线程写入UpdateBytes方法并同时从不同线程上的多个客户端读取?
3. 这个不可变类是一个明智的选择比更传统的多维字节数组/锁?具体来说，我担心内存使用/垃圾收集，因为字节数组的更新实际上是"新"字节数组，取代了对旧数组的引用。但是，对旧数组的引用应该在客户端读取它之后立即释放。每秒将有大约35个设备更新，每个设备4个客户端以大约1秒的间隔读取数据。
4. 哪个解决方案或其他解决方案性能更好，特别是如果服务器要向外扩展?

感谢您的阅读!