c# - 多线程数组线程安全吗？

Question

我有这样的代码，一些线程将生成字符串(这里是 100)并存储到数组，其他单线程将使用索引器 [] 读取数据并保存到文件。我在 ThreadSafeString 类中使用 Interlocked 类进行字符串交换，但我不知道它是否足以避免死锁和非线程安全问题。我的其他想法是使用 ConcurrentDirectory<int, string>以确保其安全。

using System;
using System.IO;
using System.Threading;

namespace Test
{
    class ThreadSafeString
    {
        private string _string;

        public string Value
        {
            get => Interlocked.CompareExchange(ref _string, null, null);
            set => Interlocked.Exchange(ref _string, value);
        }
    }

    class Program
    {
        private static readonly ThreadSafeString[] array = new ThreadSafeString[100];

        static void Main(string[] args)
        {
            for (int i = 0; i < 100; i++) array[i] = new ThreadSafeString();

            for (int i = 0; i < 100; i++)
            {
                var thread = new Thread(() =>
                {
                    while (true)
                    {
                        string data = "";
                        //generate data

                        array[i].Value = data;
                        Thread.Sleep(100);
                    }
                });
                thread.Name = i.ToString();
                thread.Start();
            }

            var ht = new Thread(() =>
            {
                while (true)
                {
                    for (int i = 0; i < 100; i++)
                    {
                        string temp = array[i].Value;
                        File.WriteAllText(path, temp);
                    }

                    Thread.Sleep(2000);
                }
            });
            ht.Start();

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Answer 1

我在这里看不到 ThreadSafeString 的意义。如果您需要将旧数据作为单个操作进行比较、存储和返回，请使用 Interlocked.CompareExchange。

Interlocked.CompareExchange(ref _string, null, null);

表示

if (_string == null)
{
    _string = null;
    return null;
} else return _string;

但作为一个单独的操作。如您所见，它可以很容易地替换为

return __string;

与 Interlocked.Exchange 相同 - 您不需要对字符串执行此操作:

https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/language-specification/variables#atomicity-of-variable-references

Reads and writes of the following data types are atomic: bool, char, byte, sbyte, short, ushort, uint, int, float, and reference types.

您只需要为除此之外的类型执行此操作，并且如果您需要将旧值作为原子操作获取。在这里简单地使用 string[] 将具有相同的线程安全性。只要不更改数组大小并对引用类型或单字大小的值类型进行操作，就可以安全地存储和读取数组中的数据。如果您想读取、更改和存储数据，您只需要担心线程安全，但这是另一个问题，甚至连 ConcurrentDirectory

这样的集合都无法解决