使用 MemoryBarrier 在 Dictionary 多线程应用程序中传播更改

本文关键字：应用程序 多线程 传播 MemoryBarrier Dictionary int 使用 | 更新日期: 2023-09-27 18:30:45

我有一个 .NET 3.5 应用程序，其中字典实例在两个线程之间共享。我知道字典本身在任何方面都不是线程安全的，但我只有一个线程可以修改字典，另一个线程只需要确保它在执行工作时具有最新值。（即使是最新的也不是严格意义上的硬性要求）

一个线程正在接收间歇性串行数据并调用 Set 函数来更改字典中的值。（这个字典在初始设置后是一个固定的大小，我基本上只是把它作为一个稀疏数组）

第二个线程收集当前存储在字典中的值，并通过 GetLatestValues（） 对它们进行一些处理。

public class HwMemoryMap{
   Dictionary<int, HwDataItem> HwCache;
   public void Set(HwDataItem dataItem){
       HwCache[dataItem.PtId] = dataItem;
       MemoryBarrier();
   }
   public List<HwDataItem> GetLatestValues(){
       System.Threading.Thread.MemoryBarrier();
       List<HwDataItem> HwDataItemList = new List<HwDataItem>();
       // do work here to pull appropriate values out of HwCache
       HwDataItemList.Add(HwCache[0]); // etc
       return HwDataItemList;
   }
}

这里的 MemoryBarrier（） 调用是否足以确保对特定键的字典值的更改在所有线程/内核中传播？

我的测试没有发现任何问题，但鉴于这些问题的性质，这并不能给我带来任何安慰。

使用 MemoryBarrier 在 Dictionary<int、T> 多线程应用程序中传播更改

不，这不安全。您仍然冒着同时写入和读取数据结构的风险。您可以使用一个技巧，如果写入足够频繁，效果很好。基本上，您要确保HwCache引用的数据结构保持不可变。每次要更改数据结构时，首先将其复制到新实例中，然后在独占锁中更改新实例。然后，完成更改后，将HwCache引用换出新实例。要使其正常工作，您必须HwCache标记为 volatile .

public class HwMemoryMap
{
  private object lockobj = new object();
  volatile Dictionary<int, HwDataItem> HwCache;
  public void Set(HwDataItem dataItem)
  {
    lock (lockobj)
    {
      var copy = new Dictionary<int, HWDataItem>(HwCache);
      copy[dataItem.PtId] = dataItem;
      HwCache = copy;
    }
  }
  public List<HwDataItem> GetLatestValues()
  {
    var local = HwCache;
    var HwDataItemList = new List<HwDataItem>();
    // do work here to pull appropriate values out of local
    HwDataItemList.Add(local[0]); // etc
    return HwDataItemList;
  }
}

我对 C# 不是很熟悉，但我不会对"引擎盖下"发生的事情做出假设。 特别是，如果插入代码假定它是唯一访问数据结构的代码，则在分配空间或其他方式时，它可能会留下部分更新的引用。

请考虑以下（简化）代码：

Insert(TKey key, TVal val) {
    if (this.size > this._threshold) {
        // Allocate more space and
        // move to a new table
    }
    // Find location and insert
}

如果所有这些都发生在您的一个存储中（我不是说是，我不知道 C# 如何实现字典），那么如果任何中间状态传播到不同的线程，内存屏障不会保存您。

可能更有意义的是一对读/写器锁。 如果常见的情况是读取，则可以让多个线程都抓住读取器锁，并且只有在需要更新时才需要授予对写入线程的独占访问权限。

相关文章：