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その辞書の列挙ループ内からConcurrentDictionaryからアイテムを削除できますか?

したがって、たとえば:

ConcurrentDictionary<string,Payload> itemCache = GetItems();

foreach(KeyValuePair<string,Payload> kvPair in itemCache)
{
    if(TestItemExpiry(kvPair.Value))
    {   // Remove expired item.
        Payload removedItem;
        itemCache.TryRemove(kvPair.Key, out removedItem);
    }
}

明らかに、通常のディクショナリでは、アイテムを削除すると列挙の存続期間中にディクショナリの内部状態が変更されるため、これは例外をスローします。提供されたIEnumerableが内部状態の変更を処理するため、これはConcurrentDictionaryには当てはまらないことを理解しています。私はこの権利を理解していますか?使用するより良いパターンはありますか?

34
redcalx

あなたがこれを行うことができないことを確認しているように見える2つの答えを受け取ったのは私には奇妙です。自分でテストしたところ、例外をスローすることなく正常に動作しました。

以下は、動作をテストするために使用したコードと、それに続く出力の抜粋です(「C」を押して、直後にforeachSの辞書をクリアして停止したときバックグラウンドスレッド)。このConcurrentDictionaryにかなりのストレスをかけていることに注意してください。16個のスレッドタイマーがそれぞれ、およそ15ミリ秒ごとにアイテムを追加しようとしています。

このクラスは非常に堅牢であり、マルチスレッドシナリオで作業している場合は注意する価値があるように思われます。

コード

using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;

namespace ConcurrencySandbox {
    class Program {
        private const int NumConcurrentThreads = 16;
        private const int TimerInterval = 15;

        private static ConcurrentDictionary<int, int> _dictionary;
        private static WaitHandle[] _timerReadyEvents;
        private static Timer[] _timers;
        private static volatile bool _timersRunning;

        [ThreadStatic()]
        private static Random _random;
        private static Random GetRandom() {
            return _random ?? (_random = new Random());
        }

        static Program() {
            _dictionary = new ConcurrentDictionary<int, int>();
            _timerReadyEvents = new WaitHandle[NumConcurrentThreads];
            _timers = new Timer[NumConcurrentThreads];

            for (int i = 0; i < _timerReadyEvents.Length; ++i)
                _timerReadyEvents[i] = new ManualResetEvent(true);

            for (int i = 0; i < _timers.Length; ++i)
                _timers[i] = new Timer(RunTimer, _timerReadyEvents[i], Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);

            _timersRunning = false;
        }

        static void Main(string[] args) {
            Console.Write("Press Enter to begin. Then press S to start/stop the timers, C to clear the dictionary, or Esc to quit.");
            Console.ReadLine();

            StartTimers();

            ConsoleKey keyPressed;
            do {
                keyPressed = Console.ReadKey().Key;
                switch (keyPressed) {
                    case ConsoleKey.S:
                        if (_timersRunning)
                            StopTimers(false);
                        else
                            StartTimers();

                        break;
                    case ConsoleKey.C:
                        Console.WriteLine("COUNT: {0}", _dictionary.Count);
                        foreach (var entry in _dictionary) {
                            int removedValue;
                            bool removed = _dictionary.TryRemove(entry.Key, out removedValue);
                        }
                        Console.WriteLine("COUNT: {0}", _dictionary.Count);

                        break;
                }

            } while (keyPressed != ConsoleKey.Escape);

            StopTimers(true);
        }

        static void StartTimers() {
            foreach (var timer in _timers)
                timer.Change(0, TimerInterval);

            _timersRunning = true;
        }

        static void StopTimers(bool waitForCompletion) {
            foreach (var timer in _timers)
                timer.Change(Timeout.Infinite, Timeout.Infinite);

            if (waitForCompletion) {
                WaitHandle.WaitAll(_timerReadyEvents);
            }

            _timersRunning = false;
        }

        static void RunTimer(object state) {
            var readyEvent = state as ManualResetEvent;
            if (readyEvent == null)
                return;

            try {
                readyEvent.Reset();

                var r = GetRandom();
                var entry = new KeyValuePair<int, int>(r.Next(), r.Next());
                if (_dictionary.TryAdd(entry.Key, entry.Value))
                    Console.WriteLine("Added entry: {0} - {1}", entry.Key, entry.Value);
                else
                    Console.WriteLine("Unable to add entry: {0}", entry.Key);

            } finally {
                readyEvent.Set();
            }
        }
    }
}

出力(抜粋)

cAdded entry: 108011126 - 154069760   // <- pressed 'C'
Added entry: 245485808 - 1120608841
Added entry: 1285316085 - 656282422
Added entry: 1187997037 - 2096690006
Added entry: 1919684529 - 1012768429
Added entry: 1542690647 - 596573150
Added entry: 826218346 - 1115470462
Added entry: 1761075038 - 1913145460
Added entry: 457562817 - 669092760
COUNT: 2232                           // <- foreach loop begins
COUNT: 0                              // <- foreach loop ends
Added entry: 205679371 - 1891358222
Added entry: 32206560 - 306601210
Added entry: 1900476106 - 675997119
Added entry: 847548291 - 1875566386
Added entry: 808794556 - 1247784736
Added entry: 808272028 - 415012846
Added entry: 327837520 - 1373245916
Added entry: 1992836845 - 529422959
Added entry: 326453626 - 1243945958
Added entry: 1940746309 - 1892917475

また、コンソール出力に基づくと、foreachループがディクショナリに値を追加しようとしていた他のスレッドをロックアウトしたように見えることにも注意してください。 (私は間違っている可能性がありますが、そうでなければ、「COUNT」行の間に「追加されたエントリ」行がたくさん表示されていると思います。)

36
Dan Tao

公式ドキュメント が安全であると明示的に述べていることを確認するためだけに:

ディクショナリから返された列挙子は、ディクショナリの読み取りおよび書き込みと同時に安全に使用できますが、ディクショナリの瞬間的なスナップショットを表すものではありません。列挙子を介して公開されるコンテンツには、GetEnumeratorが呼び出された後にディクショナリに加えられた変更が含まれる場合があります。

17
Matthew Watson

この動作に関する追加情報は、次の場所にあります。

MSDNブログ

スニペット:

  • 最大の変更点は、「Keys」プロパティによって返されるものを繰り返し処理していることです。このプロパティは、特定の時点で辞書内のキーのスナップショットを返します。これは、ループがスナップショットで動作しているため、辞書へのその後の変更による影響を受けないことを意味します。あまり多くの詳細に立ち入ることなく、コレクション自体を反復処理すると、動作が微妙に異なり、後続の変更をループに含めることができます。これにより、決定論的ではなくなります。
  • ループの開始後に他のスレッドによってアイテムが追加された場合、それらはコレクションに格納されますが、この更新操作(Counterプロパティの増分)には含まれません。
  • TryGetValueを呼び出す前に別のスレッドによってアイテムが削除された場合、呼び出しは失敗し、何も起こりません。 TryGetValueの呼び出し後にアイテムが削除された場合、「tmp。
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rboarman

Dan Taoソリューションを確認し、個別にテストした後、編集します。

はい、簡単な答えです。それ以外はありませんが、きめ細かいロックを使用しているようで、宣伝どおりに機能します。

ボブ。

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scope_creep