我正在研究线程安全的多值字典。在内部,此字典使用带有自定义链接列表作为值的并发字典 (.net 4.0)。在链接列表中添加了相同的关键项。问题是当我使用并发字典的 AddOrUpdate 方法(方法 1)插入项目时,与使用 TryGetValue 方法检查键是否存在然后添加或更新值相比,代码运行速度有点慢手动锁内(方法 2)。使用第一种方法插入 300 万条记录大约需要 20 秒,而使用第二种方法在同一台机器上大约需要 9.5 秒(Intel i3 第二代 2.2 ghz 和 4 Gb ram)。一定有一些我无法弄清楚的东西丢失了。
我还检查了并发字典的代码,但它似乎和我在锁内做的一样:
public TValue AddOrUpdate(TKey key, Func<TKey, TValue> addValueFactory, Func<TKey, TValue, TValue> updateValueFactory)
{
if (key == null) throw new ArgumentNullException("key");
if (addValueFactory == null) throw new ArgumentNullException("addValueFactory");
if (updateValueFactory == null) throw new ArgumentNullException("updateValueFactory");
TValue newValue, resultingValue;
while (true)
{
TValue oldValue;
if (TryGetValue(key, out oldValue))
//key exists, try to update
{
newValue = updateValueFactory(key, oldValue);
if (TryUpdate(key, newValue, oldValue))
{
return newValue;
}
}
else //try add
{
newValue = addValueFactory(key);
if (TryAddInternal(key, newValue, false, true, out resultingValue))
{
return resultingValue;
}
}
}
}
这是线程安全多值字典的代码(方法 2 已注释,取消注释以检查差异)。
更新:下面还有我没有粘贴的删除、添加和其他方法。
class ValueWrapper<U, V>
{
private U _key;
private V _value;
public ValueWrapper(U key, V value)
{
this._key = key;
this._value = value;
}
public U Key
{
get { return _key; }
}
public V Value
{
get { return _value; }
set { _value = value; }
}
}
class LinkNode<Type>
{
public LinkNode(Type data)
{
Data = data;
}
public LinkNode<Type> Next;
public Type Data;
}
public class SimpleLinkedList<T>
{
#region Instance Member Variables
private LinkNode<T> _startNode = null;
private LinkNode<T> _endNode = null;
private int _count = 0;
#endregion
public void AddAtLast(T item)
{
if (_endNode == null)
_endNode = _startNode = new LinkNode<T>(item);
else
{
LinkNode<T> node = new LinkNode<T>(item);
_endNode.Next = node;
_endNode = node;
}
_count++;
}
public T First
{
get { return _startNode == null ? default(T) : _startNode.Data; }
}
public int Count
{
get { return _count; }
}
}
class MultiValThreadSafeDictionary<U, T>
{
private ConcurrentDictionary<U, SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>> _internalDictionary;
private ReaderWriterLockSlim _slimLock = new ReaderWriterLockSlim();
public MultiValThreadSafeDictionary()
{
_internalDictionary = new ConcurrentDictionary<U, SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>>(2, 100);
}
public T this[U key]
{
get
{
throw new NotImplementedException();
}
set
{
/* ****Approach 1 using AddOrUpdate**** */
_internalDictionary.AddOrUpdate(key, (x) =>
{
SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>> list = new SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>();
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
list.AddAtLast(vw);
//_internalDictionary[key] = list;
return list;
},
(k, existingList) =>
{
try
{
_slimLock.EnterWriteLock();
if (existingList.Count == 0)
{
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
existingList.AddAtLast(vw);
}
else
existingList.First.Value = value;
return existingList;
}
finally
{
_slimLock.ExitWriteLock();
}
});
/* ****Approach 2 not using AddOrUpdate**** */
/*
try
{
_slimLock.EnterWriteLock();
SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>> list;
if (!_internalDictionary.TryGetValue(key, out list))
{
list = new SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>();
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
list.AddAtLast(vw);
_internalDictionary[key] = list;
//_iterator.AddAtLast(vw);
return;
}
if (list.Count == 0)
{
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
list.AddAtLast(vw);
//_iterator.AddAtLast(vw);
}
else
list.First.Value = value;
}
finally
{
_slimLock.ExitWriteLock();
}
*/
}
}
}
测试代码仅插入项目,所有项目都具有唯一键。如下。
MultiValThreadSafeDictionary<string, int> testData = new MultiValThreadSafeDictionary<string, int>();
Task t1 = new Task(() =>
{
for (int i = 0; i < 1000000; i++)
{
testData[i.ToString()] = i;
}
}
);
Task t2 = new Task(() =>
{
for (int i = 1000000; i < 2000000; i++)
{
testData[i.ToString()] = i;
}
}
);
Task t3 = new Task(() =>
{
for (int i = 2000000; i < 3000000; i++)
{
testData[i.ToString()] = i;
}
}
);
Stopwatch watch = new Stopwatch();
watch.Start();
t1.Start();
t2.Start();
t3.Start();
t1.Wait();
t2.Wait();
t3.Wait();
watch.Stop();
Console.WriteLine("time taken:" + watch.ElapsedMilliseconds);
更新1:
根据“280Z28”的回答,我重新表述了这个问题。为什么 GetOrAdd 和“我的”方法花费几乎相同的时间,而在我的方法中,我需要一个额外的锁并且还调用 TryAndGet 方法。以及与 AddOrGet 相比,为什么 AddOrUpdate 需要双倍的时间。所有方法的代码如下:
ConcurrentDictionary (.net 4) 中的 GetOrAdd 和 AddOrUpdate 方法具有以下代码:
public TValue GetOrAdd(TKey key, TValue value)
{
if (key == null) throw new ArgumentNullException("key");
TValue resultingValue;
TryAddInternal(key, value, false, true, out resultingValue);
return resultingValue;
}
public TValue AddOrUpdate(TKey key, Func<TKey, TValue> addValueFactory, Func<TKey, TValue, TValue> updateValueFactory)
{
if (key == null) throw new ArgumentNullException("key");
if (addValueFactory == null) throw new ArgumentNullException("addValueFactory");
if (updateValueFactory == null) throw new ArgumentNullException("updateValueFactory");
TValue newValue, resultingValue;
while (true)
{
TValue oldValue;
if (TryGetValue(key, out oldValue))
//key exists, try to update
{
newValue = updateValueFactory(key, oldValue);
if (TryUpdate(key, newValue, oldValue))
{
return newValue;
}
}
else //try add
{
newValue = addValueFactory(key);
if (TryAddInternal(key, newValue, false, true, out resultingValue))
{
return resultingValue;
}
}
}
}
GetOrAdd 在我的代码中使用如下(需要 9 秒):
SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>> existingList = new SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>();
existingList = _internalDictionary.GetOrAdd(key, existingList);
try
{
_slimLock.EnterWriteLock();
if (existingList.Count == 0)
{
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
existingList.AddAtLast(vw);
}
else
existingList.First.Value = value;
}
finally
{
_slimLock.ExitWriteLock();
}
AddOrUpdate 的使用如下(所有添加需要 20 秒,没有更新)。如答案之一所述,这种方法不适合更新。
_internalDictionary.AddOrUpdate(key, (x) =>
{
SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>> list = new SimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>();
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
list.AddAtLast(vw);
return list;
},
(k, existingList ) =>
{
try
{
_slimLock.EnterWriteLock();
if (existingList.Count == 0)
{
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
existingList.AddAtLast(vw);
}
else
existingList.First.Value = value;
return existingList;
}
finally
{
_slimLock.ExitWriteLock();
}
});
没有 AddOrGet 和 AddOrUpdate 的代码如下(耗时 9.5 秒):
try
{
_slimLock.EnterWriteLock();
VerySimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>> list;
if (!_internalDictionary.TryGetValue(key, out list))
{
list = new VerySimpleLinkedList<ValueWrapper<U, T>>();
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
list.AddAtLast(vw);
_internalDictionary[key] = list;
return;
}
if (list.Count == 0)
{
ValueWrapper<U, T> vw = new ValueWrapper<U, T>(key, value);
list.AddAtLast(vw);
}
else
list.First.Value = value;
}
finally
{
_slimLock.ExitWriteLock();
}