2

Есть массив int[][] a, к которому необходимо обеспечить многопоточный доступ на все операции с данными. Для этого нужно использовать многопоточные коллекции ConcurrentDictionary. Затрудняюсь выбрать между ConcurrentDictionary<int,int[]> и ConcurrentDictionary<int,ConcurrentDictionary<int,int[]>>(ключ обозначает номер элемента массива). В чем будет разница? Имеет ли смысл записывать в Cuncurrent-коллекцию другую Concurrent-коллекцию, как показано во втором случае, и почему? Будут ли случаться коллизии в каком-либо из этих вариантов?

3
  • Пожалуйста, следите что именно вы пишите. Без разметки у вас все что было в угловых скобках съел парсер и вопрос звучал очень странно. 12 июл 2016 в 7:03
  • лучше ConcurrentDictionary<int,ConcurrentDictionary<int,int>> здесь же всего двумерный массив
    – Grundy
    12 июл 2016 в 7:24
  • Да, второй вариант выглядит как ConcurrentDictionary<int,ConcurrentDictionary<int,int>> - без [].
    – FAQ
    12 июл 2016 в 13:51

3 ответа 3

3

Вы можете использовать Concurrent-контейнеры только в том случае, когда семантика вашего контейнера — простое хранилище несвязанных данных. И то проще, разумеется, использовать volatile-доступ (без него ваше записанное значение может не записаться, а прочитанное не обновиться).

В остальных случаях стоит завести lock и блокировать нужные операции.

Почему Concurrent-контейнер — не лучшая идея? Обычно у вас структура данных обладает внутренней нетривиальной семантикой и собственными инвариантами. Потокобезопасность и есть на самом деле гарантия сохранения внутренних инвариантов при многопоточном доступе.

Например, если ваша структура данных — квадратная матрица, и у вас есть операция вычисления детерминанта, никакой Concurrent-контейнер не будет блокировать всю матрицу на время вычислений, а значит, результат при многопоточном доступе непредсказуем и скорее всего неверен. Если ваша структура данных допускает матричное сложение, то снова-таки Concurrent-контейнер не будет блокировать всю матрицу на время вычислений, и результат будет неверен.

Итак, вы должны:

  1. Жёстко определить ваши операции.
  2. Создать приватный блокировочный объект (private object mutex = new object()).
  3. Выразить операции в виде методов, и оборачивать доступ к данным конструкцией lock (mutex) { ... }.
3

Заменять массив на ConcurrentDictionary из соображений потокобезопасности - довольно странная идея, ведь большинство операций ConcurrentDictionary для массива не имеют смысла.

Фактически, единственными операциями над массивом являются получение элемента и обновление. Но для потокобезопасного получения элемента массива не надо напрягаться - ведь чтение int всегда атомарно. Для обновления же элемента массива можно использовать любую Interlocked-операцию. Так, методу TryUpdate из ConcurrentDictionary напрямую соответствует так называемая операция CAS:

Interlocked.CompareExchange(ref a[5], 10, 20);

Но, возможно, вам и не нужен был массив исходно: вам понадобилось добавлять в массив элементы или удалять их. В таком случае вы правильно сделали что решили заменить массив на что-то еще - ведь пересоздание массива атомарной операцией не является. Какую коллекцию вам при этом лучше использовать - зависит исключительно от того, что вам с ней надо будет делать.

Могу посоветовать только попробовать использовать разные варианты и посмотреть, получается ли в каждом из них использовать только потокобезопасные операции.

Также предложу еще один возможный заменитель для такого массива:

  • ConcurrentDictionary<int,int[]>
  • ConcurrentDictionary<int,ConcurrentDictionary<int, int>>
  • ConcurrentDictionary<Tuple<int, int>, int>

Но должен вас предупредить: комбинация нескольких потокобезопасных операций далеко не всегда потокобезопасна в целом. Если вы чувствуете, что путаетесь в этом всем - возможно, вам не следует пытаться использовать lock-free алгоритмы, а достаточно "традиционного" подхода с блокировками.

Простое использование конструкции lock сделает любую операцию потокобезопасной (если, конечно же, вы будете использовать вызов lock с одним и тем же объектом для любых обращений к массиву).

1
  • А что и где можно почитать, чтобы разобраться с небезопасностью комбинаций потокобезопасных коллекций? Спасибо.
    – FAQ
    12 июл 2016 в 13:53
1

Если значения вложенной коллекции меняются то лучше:

ConcurrentDictionary<int,ConcurrentDictionary<int,int>>

так как массив это ссылочный тип и фактически в ConcurrentDictionary запишится только ссылка на него, а доступ к элементам вложенного массива так и останется небезопасным.

А если не меняются и вы манипулируете вложенными массивами как объектами значениями то:

ConcurrentDictionary<int,int[]>

Конфликты могут возникнуть в любом из этих вариантов, для их разрешения есть метод AddOrUpdate и его перегрузки.

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge you have read our privacy policy.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.