.NET框架中的并发HashSet <T>
我有以下class级。
class Test{ public HashSet<string> Data = new HashSet<string>(); } 我需要从不同的线程更改字段“数据”，所以我想对我目前的线程安全实现一些意见。
class Test{ public HashSet<string> Data = new HashSet<string>(); public void Add(string Val){ lock(Data) Data.Add(Val); } public void Remove(string Val){ lock(Data) Data.Remove(Val); } }
有没有更好的解决scheme，直接去现场，并保护它从multithreading并发访问？
您的实施是正确的。 不幸的是，.NET Framework不提供内置的并发哈希集types。 但是，有一些解决方法。
ConcurrentDictionary（推荐）
第一个是在命名空间System.Collections.Concurrent使用类ConcurrentDictionary<TKey, TValue> 。 在这种情况下，这个值是没有意义的，所以我们可以使用一个简单的byte （内存中的1个字节）。
private ConcurrentDictionary<string, byte> _data;
这是推荐的选项，因为types是线程安全的，并且提供与HashSet<T>相同的优点，但key和value是不同的对象。
来源： 社交MSDN
ConcurrentBag
如果您不介意重复的条目，则可以在上一个类的相同名称空间中使用类ConcurrentBag<T> 。
private ConcurrentBag<string> _data;
自我实现
最后，就像你所做的那样，你可以使用locking或者.NET为你提供线程安全的其他方式来实现你自己的数据types。 下面是一个很好的例子： 如何在.Net中实现ConcurrentHashSet
这种解决scheme的唯一缺点是typesHashSet<T>不能正式并发访问，即使对于读取操作。
我引用了链接文章的代码（最初由Ben Mosher编写）。
using System.Collections.Generic; using System.Threading; namespace BlahBlah.Utilities { public class ConcurrentHashSet<T> : IDisposable { private readonly ReaderWriterLockSlim _lock = new ReaderWriterLockSlim(LockRecursionPolicy.SupportsRecursion); private readonly HashSet<T> _hashSet = new HashSet<T>(); #region Implementation of ICollection<T> ...ish public bool Add(T item) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Add(item); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public void Clear() { _lock.EnterWriteLock(); try { _hashSet.Clear(); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool Contains(T item) { _lock.EnterReadLock(); try { return _hashSet.Contains(item); } finally { if (_lock.IsReadLockHeld) _lock.ExitReadLock(); } } public bool Remove(T item) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Remove(item); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public int Count { get { _lock.EnterReadLock(); try { return _hashSet.Count; } finally { if (_lock.IsReadLockHeld) _lock.ExitReadLock(); } } } #endregion #region Dispose public void Dispose() { Dispose(true); GC.SuppressFinalize(this); } protected virtual void Dispose(bool disposing) { if (disposing) if (_lock != null) _lock.Dispose(); } ~ConcurrentHashSet() { Dispose(false); } #endregion } }
编辑：移动try块上的入口locking方法，因为它们可能抛出exception并执行finally块中包含的指令。
而不是包装一个ConcurrentDictionary或locking一个HashSet我创build了一个基于ConcurrentDictionary的实际ConcurrentDictionary 。
这个实现支持没有HashSet的set操作的每个项目的基本操作，因为它们在并发场景中的意义不大IMO：
var concurrentHashSet = new ConcurrentHashSet<string>( new[] { "hamster", "HAMster", "bar", }, StringComparer.OrdinalIgnoreCase); concurrentHashSet.TryRemove("foo"); if (concurrentHashSet.Contains("BAR")) { Console.WriteLine(concurrentHashSet.Count); }
输出：2
你可以从这里获取NuGet ，并在这里看到GitHub上的源代码。
由于没有人提到它，所以我会提供一个可能或可能不适合您特定目的的替代方法：
微软不变的集合
来自MS小组的博客文章背后：
同时创build和运行比以前更容易，其中一个根本问题仍然存在：可变的共享状态。 从多个线程读取通常非常容易，但是一旦状态需要更新，就会变得更加困难，特别是在需要locking的devise中。
locking的替代方法是利用不可变状态。 不可变的数据结构保证永不改变，因此可以在不同的线程之间自由地传递，而不用担心踩到别人的脚趾。
这种devise会产生一个新的问题：如何pipe理状态的变化，而不是每次都复制整个状态？ 这涉及到收集时特别棘手。
这是不变的collections进来的地方。
这些集合包括ImmutableHashSet <T>和ImmutableList <T> 。
性能
由于不可变集合使用下面的树状数据结构来实现结构共享，因此它们的性能特征与可变集合不同。 与locking可变集合进行比较时，结果将取决于locking争用和访问模式。 然而，从另一篇关于不可变collections的博客文章中 ，
问：我听说不可变的collections是缓慢的。 这些有什么不同吗？ 当性能或内存很重要时，我可以使用它们吗？
答：这些不可变动的collections已经被高度地调整，以在平衡内存共享的同时，为可变collections提供具有竞争力的性能特征。 在某些情况下，它们在algorithm上和实际时间上几乎与可变集合一样快，有时甚至更快，而在其他情况下，它们在algorithm上更复杂。 然而，在很多情况下，这种差异是微不足道的。 一般来说，您应该使用最简单的代码来完成工作，然后根据需要调整性能。 不可变的集合可以帮助你编写简单的代码，特别是在需要考虑线程安全的情况下。
换句话说，在许多情况下，差异将不会被注意到，你应该select简单的select – 对于并发集合来说，使用ImmutableHashSet<T> ，因为你没有现有的locking可变实现！ 🙂
关于使一个ISet<T>并发的棘手部分是set方法（union，intersection，difference）本质上是迭代的。 至less你必须迭代操作涉及的集合中的所有n个成员，同时locking两个集合。
如果在迭代过程中必须locking整个集合，则会失去ConcurrentDictionary<T,byte>的优点。 没有locking，这些操作不是线程安全的。
考虑到ConcurrentDictionary<T,byte>的额外开销，使用更轻量级的HashSet<T>可能更为明智，只是将所有内容都包含在锁中。
如果您不需要set操作，请使用ConcurrentDictionary<T,byte>并在添加键时仅使用default(byte)作为值。
我更喜欢完整的解决scheme，所以我这样做：请注意，我的Count是以不同的方式实现的，因为我不明白为什么在尝试计算其值时应该禁止读取哈希集。
@禅，感谢您的启动。
[DebuggerDisplay("Count = {Count}")] [Serializable] public class ConcurrentHashSet<T> : ICollection<T>, ISet<T>, ISerializable, IDeserializationCallback { private readonly ReaderWriterLockSlim _lock = new ReaderWriterLockSlim(LockRecursionPolicy.SupportsRecursion); private readonly HashSet<T> _hashSet = new HashSet<T>(); public ConcurrentHashSet() { } public ConcurrentHashSet(IEqualityComparer<T> comparer) { _hashSet = new HashSet<T>(comparer); } public ConcurrentHashSet(IEnumerable<T> collection) { _hashSet = new HashSet<T>(collection); } public ConcurrentHashSet(IEnumerable<T> collection, IEqualityComparer<T> comparer) { _hashSet = new HashSet<T>(collection, comparer); } protected ConcurrentHashSet(SerializationInfo info, StreamingContext context) { _hashSet = new HashSet<T>(); // not sure about this one really... var iSerializable = _hashSet as ISerializable; iSerializable.GetObjectData(info, context); } #region Dispose public void Dispose() { Dispose(true); GC.SuppressFinalize(this); } protected virtual void Dispose(bool disposing) { if (disposing) if (_lock != null) _lock.Dispose(); } public IEnumerator<T> GetEnumerator() { return _hashSet.GetEnumerator(); } ~ConcurrentHashSet() { Dispose(false); } public void OnDeserialization(object sender) { _hashSet.OnDeserialization(sender); } public void GetObjectData(SerializationInfo info, StreamingContext context) { _hashSet.GetObjectData(info, context); } IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() { return GetEnumerator(); } #endregion public void Add(T item) { _lock.EnterWriteLock(); try { _hashSet.Add(item); } finally { if(_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public void UnionWith(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); _lock.EnterReadLock(); try { _hashSet.UnionWith(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); if (_lock.IsReadLockHeld) _lock.ExitReadLock(); } } public void IntersectWith(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); _lock.EnterReadLock(); try { _hashSet.IntersectWith(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); if (_lock.IsReadLockHeld) _lock.ExitReadLock(); } } public void ExceptWith(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); _lock.EnterReadLock(); try { _hashSet.ExceptWith(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); if (_lock.IsReadLockHeld) _lock.ExitReadLock(); } } public void SymmetricExceptWith(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { _hashSet.SymmetricExceptWith(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool IsSubsetOf(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.IsSubsetOf(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool IsSupersetOf(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.IsSupersetOf(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool IsProperSupersetOf(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.IsProperSupersetOf(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool IsProperSubsetOf(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.IsProperSubsetOf(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool Overlaps(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Overlaps(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool SetEquals(IEnumerable<T> other) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.SetEquals(other); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } bool ISet<T>.Add(T item) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Add(item); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public void Clear() { _lock.EnterWriteLock(); try { _hashSet.Clear(); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool Contains(T item) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Contains(item); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public void CopyTo(T[] array, int arrayIndex) { _lock.EnterWriteLock(); try { _hashSet.CopyTo(array, arrayIndex); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public bool Remove(T item) { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Remove(item); } finally { if (_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } public int Count { get { _lock.EnterWriteLock(); try { return _hashSet.Count; } finally { if(_lock.IsWriteLockHeld) _lock.ExitWriteLock(); } } } public bool IsReadOnly { get { return false; } } }
