C# - ConcurrentDictionary 并发场景使用注意事项

1 自身作为 Enumerable 的遍历

自身作为可遍历对象，键值对为元素进行遍历，是线程安全的，但不提供快照，遍历过程中集合产生变更会直接反馈至此次遍历过程中。但并不一定能够保障获取数据的过程中，映射出所有遍历过程中发生的变更，比如，已经遍历过的元素发生了变更或删除，便按已经遍历过的处理了，不会再次处置。

1.1 一起了解源码

GetEnumerator()

1.2 几点概念

1. 线程安全：支持并发读写集合，能够保证集合的数据完整性和最终一致性。
2. 快照（snapshot）：集合快照时的数据内容和状态，原集合发生任何变更都不会体现在快照当中。如发生在遍历等操作前，则操作前集合中是哪些字段就是哪些，后续发生变更也不会反馈到此次操作当中。
3. 集合变更：对于集合的增（添加元素）、删（移除元素）、改（变更元素属性）

2 做了 LINQ 操作之后进行遍历

由于没有做快照且没有自身 GetEnumerator 的线程安全处理，对集合做了 Where、OrderBy 等操作后，其对象变为 IEnumerable，此时遍历若集合内元素发生变更，则会报错。

2.1 解决办法

1. 使用 ToArray() 或 Values 获取快照
2. 再执行对应的 LINQ 操作。则操作针对的是快照，不会因集合发生变更而影响快照内容，从而产生线程安全问题

3 this[index]

• getter：TryGetValue
• setter：TryAddInternal：updateIfExists 为 true

4 TryAdd()

TryAddInternal：updateIfExists 为 false

5 TryUpdate()

• 找得到键，尝试用新值更新旧值。
• 找不到返回 false。

6 私有方法 TryAddInternal()

• 找得到键，返回 false。同时若 updateIfExists 为 true 则用要添加的值更新原值。
• 找不到则尝试添加并返回 true。

6.1 一起了解源码

private bool TryAddInternal(TKey key, TValue value, bool updateIfExists, bool acquireLock, out TValue resultingValue)

7 AddOrUpdate()

1. TryGetValue，若键存在，TryUpdate。
2. 若键不存在，TryAddInternal。
3. 如果 try update 或 try add 没有成功返回 false，会反复尝试重新 get 再根据 get 的结果再次 try update 或 try add。

7.1 其所解决的多线程并发问题

1. A、B 两个线程同时想向集合添加键相同，值不相同的元素。集合中没有该键。
2. A、B 两者都没 get 到 key
3. A 先进 add，添加成功，key 对应 A 的值。
4. B 后进 add，try add 失败，重新尝试
5. 重新尝试 B 的处理，B get 到 key，updateValueFactory 通过将 value 作为引用对象，将 B 所需更新到 value 中的内容，在原有 value 的基础上添加到 value 中，而不影响原有 value（不同于 this[index] 的强制赋值）。
6. try update，key 更新 value，同时包含 A 和 B 的内容。

AddOrUpdate 通过重新尝试可以解决并发问题，属于线程安全中不仅保障数据最终一致性，还能够保障数据不丢失的并发处理。

7.2 一起了解源码

AddOrUpdate()

8 Values

通过加锁达到快照效果，遍历 Values 的话所遍历的是修改前的集合，遍历过程中集合发生的变更不会体现在此次遍历当中。由于是快照，无论直接遍历还是 Linq 操作后遍历都是线程安全的。

8.1 一起了解源码

GetValues()

9 ToArray()

通过加锁达到快照效果，遍历 ToArray 后的 KeyValuePair 数组的话所遍历的是修改前的集合，遍历过程中集合发生的变更不会体现在此次遍历当中。由于是快照，无论直接遍历还是 Linq 操作后遍历都是线程安全的。

9.1 一起了解源码

ToArray()