如何避免 ConcurrentBag<T>.GetEnumerator() 上的争用

Posted 2023-04-12

【中文标题】如何避免 ConcurrentBag<T>.GetEnumerator() 上的争用

【英文标题】：How to avoid contention on ConcurrentBag<T>.GetEnumerator()

【发布时间】：2021-05-05 21:18:31

【问题描述】：

我正在尝试解决在一个非常常用的 Log Writer 类上处理争用的性能问题。我看到的是 ConcurrentBag.GetEnumerator() 方法引起的竞争，当我们从多个线程迭代包项目时。查看 GetEnumerator() 的代码，我看到该方法调用 FreezeBag()，而后者又调用 AquireAllLocks()，这是争用的根源。我正在寻求帮助设计一种避免这种情况的方法。

下面是简化的类设计。该类注册了任意数量的日志记录“IPlugin”对象，我们将它们添加到 ConcurrentBag 实例中。 WriteLog() 方法被许多线程大规模调用。 WriteLog() 方法必须遍历插件列表以在每个项目上调用 IPlugin.WriteLog()。

public static class Monitor

    internal static ConcurrentBag<IPlugin> Plugins = new ConcurrentBag<IPlugin>();

    public static void WriteLog(int code, params object[] arguments)
    
        foreach (IPlugin plugin in Plugins)
        
            plugin.WriteLog(code, arguments);
        
    

    public static void RegisterForEvents(IPlugin plugin)
    
        if (plugin == null)
        
            throw new ArgumentNullException("plugin");
        

        Plugins.Add(plugin);
    

我的第一个想法是用列表替换 ConcurrentBag。我可以锁定 List.Add() 方法以使该线程安全，但随后我需要锁定迭代器周围的 WriteLog() 内部，因为在使用迭代器时我们无法更改集合。我可以在注册调用期间锁定/争用，因为我们只注册了几个 IPlugin。我无法承受 WriteLog() 方法中的任何争用。

有人帮我解决这个问题吗？

提前致谢！

【参考方案1】：

使用不可变集合找到答案。此处的信息和示例：System.Collections.Immutable

基本上，集合中的项目是不可变的，因此无需锁定 GetEnumerator() 调用。当我们需要向集合添加新插件时，将 ImmutableList 复制到新的 ImmutableList 并分配给共享静态变量。如果线程之前已经使用 GetEnumerator() 获得了枚举，那么它将具有“旧列表”。这样大规模的 WriteEvent 永远不会阻塞。

public static class Monitor

    internal static ImmutableList<IPlugin> Plugins = ImmutableList.Create<IPlugin>();

    public static void WriteLog(int code, params object[] arguments)
    
        foreach (IPlugin plugin in Plugins)
        
            plugin.WriteLog(code, arguments);
        
    

    public static void RegisterForEvents(IPlugin plugin)
    
        if (plugin == null)
        
            throw new ArgumentNullException("plugin");
        

        Plugins = Plugins.Add(plugin);