使用ConcurrentDictionary替代Hashtable对多线程的对象缓存处理

C#

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2019-5-17

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在之前一段时间里面,我的基类多数使用lock和Hashtable组合实现多线程内缓存的冲突处理,不过有时候使用这两个搭配并不尽如人意,偶尔还是出现了集合已经加入的异常,对代码做多方的处理后依然如故,最后采用了.NET 4.0后才引入的ConcurrentDictionary多线程同步字典集合,问题顺利解决。

1、使用lock和Hashtable组合实现

在我的基类里面,构建业务对象,一般用BLLFactory<T>.Instance就可以获得对应业务对象的应用了。

var result = BLLFactory<Customer>.Instance.FindFirst();
Console.WriteLine(result.ToJson());

因此使用BLLFactory<T>.Instance这个构建对象后,把它们放到HashTable里面,由于需要设计多线程冲突处理,因此需要使用lock对象来实现锁定的处理。

HashTable表示键/值对的集合。在.NET Framework中,Hashtable是System.Collections命名空间提供的一个容器,用于处理和表现类似key-value的键值对,其中key通常可用来快速查找,同时key是区分大小写;value用于存储对应于key的值。Hashtable中key-value键值对均为object类型,所以Hashtable可以支持任何类型的keyvalue键值对,任何非 null 对象都可以用作键或值。

使用这种方式,偶尔在Web端,还是出现多线程访问冲突的问题,为此我们也可以使用多线程的测试代码来进行测试重现错误,

            try
            {
                List<Thread> list = new List<Thread>();
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    Thread thread = new Thread(() =>
                    {
                        var result = BLLFactory<Customer>.Instance.FindFirst();
                        Console.WriteLine(result.ToJson());
                        Console.WriteLine();
                    });

                    list.Add(thread);
                }

                for (int i = 0; i < list.Count; i++)
                {
                    list[i].Start();
                }
            }
            catch(Exception ex)
            {
                LogTextHelper.Error(ex);
            }

跟踪代码得到错误信息如下所示。

因此,从上面代码可以看到,使用lock(syncRoot)也无法出现的多线程冲突问题。

2、使用ConcurrentDictionary替代Hashtable

ConcurrentDictionary是.net4.0推出的一套线程安全集合里的其中一个,和它一起被发行的还有ConcurrentStack,ConcurrentQueue等类型,它们的单线程版本(线程不安全的,Queue,Stack,Dictionary)我们一定不会陌生。ConcurrentDictionary<TKey, TValue> 可由多个线程同时访问,且线程安全,用法同Dictionary很多相同,但是多了一些方法。ConcurrentDictionary 属于System.Collections.Concurrent 命名空间。

System.Collections.Concurrent 命名空间提供多个线程安全集合类。当有多个线程并发访问集合时,应使用这些类代替 System.Collections 和 System.Collections.Generic 命名空间中的对应类型

ConcurrentDictionary这个类提供了下面几个方法,用于对集合的处理

public bool TryAdd(TKey key, TValue value)

public bool TryUpdate(TKey key, TValue newValue, TValue comparisonValue)

public TValue this[TKey key] { get; set; }

public TValue AddOrUpdate(TKey key, Func<TKey, TValue> addValueFactory, Func<TKey, TValue, TValue> updateValueFactory)
    
public TValue AddOrUpdate(TKey key, TValue addValue, Func<TKey, TValue, TValue> updateValueFactory)

public TValue GetOrAdd(TKey key, TValue value)

public TValue GetOrAdd(TKey key, Func<TKey, TValue> valueFactory)

使用ConcurrentDictionary来替代Hashtable,我们来看看BLLFactory的类的实现代码如下所示。

    /// <summary>
    /// 对业务类进行构造的工厂类
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">业务对象类型</typeparam>
    public class BLLFactory<T> where T : class
    {
        //采用ConcurrentDictionary线程安全的集合类来缓存,替代Hashtable
        private static ConcurrentDictionary<string, object> conCurrentCache = new ConcurrentDictionary<string, object>(); 

        /// <summary>
        /// 创建或者从缓存中获取对应业务类的实例
        /// </summary>
        public static T Instance
        {
            get
            {
                string CacheKey = typeof(T).FullName;

                return (T)conCurrentCache.GetOrAdd(CacheKey, s =>
                {
                    var bll = Reflect<T>.Create(typeof(T).FullName, typeof(T).Assembly.GetName().Name); //反射创建,并缓存
                    return bll;
                });
            }
        }
    } 

我们可以看到代码简化了很多,而且使用前面的多线程测试代码,也顺利获取数据,不会出现异常了。

运行代码可以顺利实现,不会出现之前使用Hashtable出现的多线程访问异常了。

以上就是引入ConcurrentDictionary替代Hashtable对多线程的对象缓存处理,能够顺利解决问题的时候,发现其访问效率也是较之前有所提高,一举两得。

 

作者:伍华聪