阵列的ReaderWriterLock

Question

我有一个数组，它代表一个清单，有将近50个元素(项目:一些客户对象)，我需要一个readerwritelock (好的，我想一个简单的锁也足够了)。它应该同时支持引用更改和值更改。

由于读写数组的不同位置是线程安全的(Proof)，我希望确保同一数组位置上的多个读/写操作也是线程安全的。

我当然可以创建50个读写锁，但我不想这样;)有没有办法把它归档？(我知道ConcurrentList/Dictionary/等，但我想要一个数组...)

谢谢

Answer 1

如果您要替换数组中的引用，那么这已经是安全的，因为引用交换本质上是原子的。因此，您可以使用：

var val = arr[index];
// now work with val

和

var newVal = ...
arr[index] = newVal;

完全安全，至少在避免被撕裂的引用方面是这样。因此，一个实用的选择是使用使对象成为不可变的，并使用上面的方法。如果您需要更改该值，请获取一个本地副本，基于该副本创建一个新版本，然后交换它们。如果丢失更新是一个问题，那么可以非常成功地使用Interlocked.CompareExchange和re-apply循环(即不断重新应用您的更改，直到您“赢”为止)。这就避免了任何锁定的需要。

但是，如果你改变了单个对象，那么游戏就会改变。你可以让对象在内部是线程安全的，但这通常并不美观。你可以为所有的对象设置一个锁。但是如果你想要粒度锁，那么你将需要多个锁。

我的建议是:让对象不可变，只使用原子引用交换技巧。

Answer 2

首先，您可能不需要任何锁。使用一种类型的数组进行读写操作本身就是线程安全的(但您可能希望设置内存屏障以避免陈旧的读操作)。

也就是说，就像整数的x = 34是线程安全的，但x++不是，如果你的写依赖于当前值(因此是读和写)，那么那就不是线程安全。

如果您确实需要锁，但又不想要多达50个锁，那么您可以使用条纹。首先设置您的条纹锁(对于较小的示例代码，我将使用简单的锁而不是ReaderWriterSlim，原理相同)：

var lockArray = new object[8];
for(var i =0; i != lockArray.Length; ++i)
  lockArray[i] = new object();

然后当你要使用它的时候：

lock(lockArray[idx % 8])
{
  //operate on item idx of your array here
}

它平衡了一个锁的简单性和大小，以及每个元素使用一个锁的内存使用情况。

如果一个元素上的操作依赖于另一个元素的操作，如果你需要调整数组的大小，或者任何其他需要有多个锁的情况，那么最大的困难就来了。通过始终以相同的顺序获取锁，可以避免许多死锁情况(因此，需要多个锁的其他线程不会在持有所需锁的同时尝试获取已有的锁)，但在这种情况下需要非常小心。

您还希望确保在处理索引3和索引11时，避免两次锁定对象3(我想不出这种特定的递归锁定会出错的方式，但为什么不直接避免它，而是必须证明递归锁定是安全的情况之一呢？)