Dictionary<；中具有离散密钥的并发写入的线程安全性>；索引器

本文关键字：线程 gt 索引 并发 安全性 密钥 lt Dictionary | 更新日期: 2023-09-27 18:21:33

假设您有以下代码

var dictionary = new Dictionary<int, object>(capacity: 2500);
var uniqueKeys = Enumerable.Range(0, 1000).ToArray();
Parallel.ForEach(uniqueKeys, key => dictionary[key] = new object());

请注意，所有键都是唯一的，字典容量远远超过键的数量。

问题：是否有任何条件会导致此代码不成功？

考虑到Dictionary<,>的当前实现，并且不假设未来假设的内部更改，您能出示任何不安全访问的证据吗？

备注：这是而不是.Net中Dictionary<int,int>的线程安全或Dictionary<TKey, TValue>的线程安全的副本，我不需要任何人告诉我ConcurrentDictionary等。

Dictionary<；中具有离散密钥的并发写入的线程安全性>；索引器

首先，我想注意的是，我在最近的项目中遇到了类似的情况，我们有一个关键字为DateTimes（唯一）的字典，并行处理它，在初始化它之后，我们有时会遇到KeyNotFoundException的问题，但我们没有像您那样预分配内存。问题可能用它解决了吗？让我们谈谈您链接的代码。

每当我们得到关于并发性的问题时，我的多线程编程老师总是告诉我们同样的事情：

如果数十亿条线程此刻就在这里呢？

让我们试着看看Dictionary中是否存在可能的问题
dictionary[key] = new object()引领我们走向

set {
    Insert(key, value, false);
}

Insert是主要的加法方法，在Dictionary类中有很多地方被调用。当您声明对象是唯一的时，我假设那里不会有哈希冲突，也不会覆盖方法的第一个循环中的值，所以让我们看看代码的其余部分：

int index;
if (freeCount > 0) {
    index = freeList;
    freeList = entries[index].next;
    freeCount--;
}
else {
    if (count == entries.Length)
    {
        Resize();
        targetBucket = hashCode % buckets.Length;
    }
    index = count;
    count++;
}

当您用容量2500初始化字典时，在这种情况下，else子句似乎根本没有被调用，所以让我们来检查if部分： 1. if (freeCount > 0) { 2. // atomic assign 3. index = freeList; 4. // some calculation and atomic assign 5. freeList = entries[index].next; 6. // not threadsafe operation 7. freeCount--; 8. }

这里似乎有多个多线程问题：

  1. freeList和freeCount字段不是volatile，因此对其的读/写可能容易出错

  2. 如果数十亿个线程此时此刻就在这里呢？：©
    3. index = freeList;
    十亿个线程将获得相同的索引，因为freeList字段的读写之间没有同步！之后，他们将用一个竞赛条件覆盖彼此的值：

    entries[index].hashCode = hashCode;
entries[index].next = buckets[targetBucket];
entries[index].key = key;
entries[index].value = value;
buckets[targetBucket] = index;
version++;
  3. decrement操作不是线程安全的（@EricLippert给出了一个非常有趣的答案），所以我们可能会破坏字典的状态
  4. 如果数十亿个线程此时此刻就在这里呢？：©
    5. freeList = entries[index].next;
    一些线程将freeList值获取到index变量中，比如说我们在那里有5（条目中包含链表，head等于-1），并在重写freeList之前变为非活动状态。数十亿个线程一个接一个地推进链表，现在我们的第一个线程变为活动线程。他很高兴地用过时的数据覆盖freeList，在链表中创建了一个重影，那里的数据可以被覆盖

因此，在代码执行过程中可能会发生很多问题，我个人不建议您在这种情况下使用Dictionary类。

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