当前位置：首页 > news >正文

C# Dictionary 线程安全指南：多线程下操作 Dictionary＜string, DateTime＞的加锁策略

news 2025/10/22 11:06:21

在讲述这个之前，我们先要弄清楚

为什么需要加锁

竞态条件示例

// 以下操作在多线程中都需要保护：
Dictionary<string, DateTime> dict = new Dictionary<string, DateTime>();// 线程A
if (!dict.ContainsKey("ip1"))  // 检查不存在// 此时线程B也检查同一个key，也不存在// 线程A
dict.Add("ip1", time);  // 成功添加// 线程B
dict.Add("ip1", time);  // 异常！键已存在

在C#中，当你在操作Dictionary<string, DateTime>这样的集合时，是否会加锁主要取决于你使用的是哪种类型的Dictionary。在.NET框架中，有两种主要的Dictionary实现：

‌System.Collections.Generic.Dictionary<TKey, TValue>‌：这是非线程安全的。这意味着如果你在多线程环境下同时对同一个Dictionary实例进行写操作（如添加、删除、修改元素），你需要自己手动管理线程安全。
‌System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary<TKey, TValue>‌：这是线程安全的。ConcurrentDictionary<TKey, TValue>提供了内置的线程安全机制，允许多个线程同时访问和修改集合而不需要额外的锁。

如果你使用的是`System.Collections.Generic.Dictionary<TKey, TValue>`：

如果你决定使用普通的Dictionary，并且需要在多线程环境下安全地操作它，你有以下几种选择：

新手可能认为 Mutex 更"强大"

public readonly static Mutex mutex = new Mutex(); // 其实过重

而有经验的开发者会用：

private static readonly object _lockObj = new object();
lock(_lockObj) { ... }

Mutex 比 lock 更重量级：

Mutex：内核级对象，上下文切换开销大
lock：用户态同步，性能更好

public static Dictionary<string, DateTime> RemoteLinkStatue = new Dictionary<string, DateTime>();/// <summary>
/// 读取操作加锁，跨线程
/// </summary>
public readonly static Mutex readRemoteLinkStatueMutex = new Mutex();App.readRemoteLinkStatueMutex.WaitOne();
try 
{if (App.RemoteLinkStatue.ContainsKey(remoteIp)) App.RemoteLinkStatue[remoteIp] = DateTime.Now;else App.RemoteLinkStatue.Add(remoteIp, DateTime.Now);
}
finally 
{App.readRemoteLinkStatueMutex.ReleaseMutex();
}

更好的替代方案

方案1：使用 lock（推荐）

你可以使用lock语句来确保对字典的访问是线程安全的。例如：

private static readonly object _dictionaryLock = new object();lock(_dictionaryLock) 
{if (App.RemoteLinkStatue.ContainsKey(remoteIp)) App.RemoteLinkStatue[remoteIp] = DateTime.Now;else App.RemoteLinkStatue.Add(remoteIp, DateTime.Now);
}

方案2：使用 ConcurrentDictionary（最佳）

使用ConcurrentDictionary<TKey, TValue>‌：如果你经常需要在多线程环境中使用字典，并且对性能有较高要求，可以考虑使用ConcurrentDictionary。

private static ConcurrentDictionary<string, DateTime> _myConcurrentDictionary = new ConcurrentDictionary<string, DateTime>();public void AddItem(string key, DateTime value)
{// 无需手动加锁，方法本身是原子的、线程安全的_myConcurrentDictionary.TryAdd(key, value);
}// 原子性操作
RemoteLinkStatus.AddOrUpdate(remoteIp, DateTime.Now, (key, oldValue) => DateTime.Now);