單例查找表需要鎖嗎？

Question

我下面有一個單身人士。 我有多個線程使用查找來檢查值是否有效。 自從我用共享內存完成任務以來已經有一段時間了，所以我想確保哪些鎖是必要的。 我不確定我是否需要並發集而不是HashSet，因為我只插入一次值。

我在Instance屬性上有[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] ，因為我讀到屬性沒有sycrhonized（有意義）。 這應該可以防止創建多個實例，雖然我不確定我是否真的應該擔心這個問題（只需要重新加載集合的額外成本？）。

我應該使FipsIsValid函數Syncrhonized，還是使用某種並發集？ 或者既不必要？

public class FipsLookup
{
    private static FipsLookup instance;

    private HashSet<string> fips;

    private FipsLookup()
    {
        using (HarMoneyDB db = new HarMoneyDB())
        {
            instance.fips = new HashSet<string>(db.Counties.Select(c => c.FIPS).ToArray());
        }
    }

    [MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
    public static FipsLookup Instance
    {
        get
        {
            if (instance == null)
            {
                instance = new FipsLookup();
            }
            return instance;
        }
    }

    public static bool FipsIsValid(string fips)
    {
        var instance = FipsLookup.Instance;

        return instance.fips.Contains(fips);
    }
}

Answer 1

我應該使FipsIsValid函數Syncrhonized，還是使用某種並發集？ 或者既不必要？

我認為這個答案的關鍵是你只在HashSet上執行查找，而不是改變它。 由於它只被初始化一次，並且只有一次，因此不需要同步查找。

如果你確定在確實需要改變它的方式，那么就需要使用正確的lock或並發集合。

在旁注中，您可以通過在靜態構造函數中初始化實例字段來簡化單例：

private static FipsLookup instance;
static FipsLookup() 
{
    instance = new FipsLookup();
}

現在您可以使Instance返回該字段，而無需使用[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)] ：

public static FipsLookup Instance
{
    get
    {
        return instance;
    }
}

Answer 2

這是安全的，因為Instance是同步的，相當於一個鎖。 所有寫入都發生在該鎖定之下。 釋放鎖會刷新所有寫入（釋放屏障）。

此外，所有讀取首先通過鎖定。 無法觀察到部分編寫的hashset。 此答案的先前版本提出以下不正確的聲明：

這不是嚴格安全的（在ECMA下），因為讀者可能會看到半寫的HashSet 。 在實踐中它是安全的（在Microsoft CLR，因為所有商店都是發布）但我不會使用它，因為沒有理由。

寫這篇文章的時候，我沒注意到MethodImplOptions.Synchronized 。 因此，為了您的娛樂，這就是您忘記鎖定時會發生的事情。

可能你應該使用Lazy<T>為你處理這個，它給你無鎖讀取。

靜態成員上的MethodImplOptions.Synchronized有點邪惡，因為它鎖定了類的類型對象。 讓我們希望沒有其他人鎖定這個（共享）對象。 我會在代碼審查中失敗，主要是因為沒有理由引入這種代碼味道。

Answer 3

HashSet類不是線程安全的，並且沒有保證你可以從多個線程訪問它，一切都會好的。 我更喜歡使用ConcurrentDictionary。