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本文轉載自微信公眾號「精益碼農」，作者小碼甲。轉載本文請聯系精益碼農公眾號。

前面實現了一個 帶值變更通知能力的字典類(線程不安全)，童鞋們有沒有發現演示代碼使用了 lock語法糖， 這個有沒有問題呢?

沒背景說個鏟鏟

同程藝龍基礎架構部推出的數據獲取組件DAL.Connection，我們要做到在切換連接配置時清空數據庫連接池, 這就涉及到切換連接的時候，觸發變更通知。

這在高并發下會有問題：大多數時候下DBA并不會變更業務方的數據庫連接，這是一個多讀少寫的場景， 我們無腦使用lock在多數時間會人為阻塞請求。

到這個時候，我們就要想到讀寫鎖ReaderWriterLockSlim。

寶藏好物：ReaderWriterLockSlim

Use ReaderWriterLockSlim to protect a resource that is read by multiple threads and written to by one thread at a time. ReaderWriterLockSlim allows multiple threads to be in read mode, allows one thread to be in write mode with exclusive ownership of the lock, and allows one thread that has read access to be in upgradeable read mode, from which the thread can upgrade to write mode without having to relinquish its read access to the resource.

簡而言之：

ReaderWriterLockSlim提供對某資源在某時刻下的多線程同讀 或 單線程獨占寫。

此外，ReaderWriterLockSlim還提供從讀模式無縫升級到獨占寫模式。

總結下來：

讀寫鎖處于以下四種狀態：

1.未進入: 沒有線程進入鎖(或者所有線程退出鎖)

2.讀模式：每次調用EnterReadlock時，鎖計數都會增加，但允許您讀取其中的代碼塊。

3.寫模式：獨占、排他

4.可升級的讀模式(upgradeable read mode)：多線程讀，其中一個線程具備在某時刻升級到排他寫模式的可能。

btw，讀寫鎖相比常規lock之外，還具備鎖超時的機制，能避免未知原因持續占有鎖導致的死鎖。

這就很適合我們開發DAL.Connection組件的多讀少寫的場景。

微軟ReaderWriterLockSlim頁面還很貼心的給了一個基于讀寫鎖的緩存操作封裝類SynchronizedCache。

開箱即用的緩存操作類

基于ReaderWriterLockSlim對線程不安全的Dictionary進行了包裝， 可以作為一個多讀少寫的緩存操作類。

public class SynchronizedCache  
{ 
    private ReaderWriterLockSlim cacheLock = new ReaderWriterLockSlim(); 
    private Dictionary<int, string> innerCache = new Dictionary<int, string>(); 
 
    public int Count 
    { get { return innerCache.Count; } } 
 
    public string Read(int key) 
    { 
        cacheLock.EnterReadLock(); 
        try 
        { 
            return innerCache[key]; 
        } 
        finally 
        { 
            cacheLock.ExitReadLock(); 
        } 
    } 
 
    public void Add(int key, string value) 
    { 
        cacheLock.EnterWriteLock(); 
        try 
        { 
            innerCache.Add(key, value); 
        } 
        finally 
        { 
            cacheLock.ExitWriteLock(); 
        } 
    } 
 
    public bool AddWithTimeout(int key, string value, int timeout) 
    { 
        if (cacheLock.TryEnterWriteLock(timeout)) 
        { 
            try 
            { 
                innerCache.Add(key, value); 
            } 
            finally 
            { 
                cacheLock.ExitWriteLock(); 
            } 
            return true; 
        } 
        else 
        { 
            return false; 
        } 
    } 
 
    public AddOrUpdateStatus AddOrUpdate(int key, string value) 
    { 
        cacheLock.EnterUpgradeableReadLock(); 
        try 
        { 
            string result = null; 
            if (innerCache.TryGetValue(key, out result)) 
            { 
                if (result == value) 
                { 
                    return AddOrUpdateStatus.Unchanged; 
                } 
                else 
                { 
                    cacheLock.EnterWriteLock(); 
                    try 
                    { 
                        innerCache[key] = value; 
                    } 
                    finally 
                    { 
                        cacheLock.ExitWriteLock(); 
                    } 
                    return AddOrUpdateStatus.Updated; 
                } 
            } 
            else 
            { 
                cacheLock.EnterWriteLock(); 
                try 
                { 
                    innerCache.Add(key, value); 
                } 
                finally 
                { 
                    cacheLock.ExitWriteLock(); 
                } 
                return AddOrUpdateStatus.Added; 
            } 
        } 
        finally 
        { 
            cacheLock.ExitUpgradeableReadLock(); 
        } 
    } 
 
    public void Delete(int key) 
    { 
        cacheLock.EnterWriteLock(); 
        try 
        { 
            innerCache.Remove(key); 
        } 
        finally 
        { 
            cacheLock.ExitWriteLock(); 
        } 
    } 
 
    public enum AddOrUpdateStatus 
    { 
        Added, 
        Updated, 
        Unchanged 
    }; 
 
    ~SynchronizedCache() 
    { 
       if (cacheLock != null) cacheLock.Dispose(); 
    } 
} 

緩存操作類SynchronizedCache每次操作會返回操作結果，和常見的字典一樣，不帶值變更通知的能力，我們還是像《面試官：實現一個帶值變更通知能力的Dictionary》 一文那樣，添加值變更事件，注冊變更邏輯。

public event EventHandler<ValueChangedEventArgs<string>> OnValueChanged; 
 
//--- 節選自AddOrUpdate方法 
cacheLock.EnterWriteLock(); 
try 
{ 
   OnValueChanged?.Invoke(this, new ValueChangedEventArgs<string>(key)); 
   innerCache[key] = value; 
} 
finally 
{ 
    cacheLock.ExitWriteLock(); 
} 
return AddOrUpdateStatus.Updated; 
                         
//--- 
 
if (sc.AddOrUpdate(key, value) == SynchronizedCache.AddOrUpdateStatus.Updated) 
{ 
    Console.WriteLine($"已經發生了值變更，原key對應的鍵值已經被重寫。");} 
}   

輸出旁白

本文記錄了讀寫鎖在日常開發中的實踐，大多數場景都是多讀少寫，讀者可以思考一下是不是也可以將項目中的無腦lock替換為SynchronizedCache。

本文是同程藝龍DAL.Connection組件研發過程的一個小插曲，有心的讀者可以往上翻一翻，了解上下文背景、了解小碼甲的思考過程。