C# ConcurrentDictionary的用法 – 线程安全的字典实现

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ConcurrentDictionary 是 C# 中线程安全的字典,所有操作原子执行、无需手动加锁;支持 TryAdd、AddOrUpdate、TryGetValue、GetOrAdd、TryRemove 等安全方法,性能优于 lock 包裹的普通字典。

C# ConcurrentDictionary的用法 – 线程安全的字典实现

ConcurrentDictionary 是 C# 中专为多线程场景设计的线程安全字典,它不需要额外加锁就能安全地在多个线程中读写。和普通 Dictionary<tkey tvalue></tkey> 不同,它的所有常用操作(Add、Get、Update、Remove)都是原子的,且内部做了细粒度锁或无锁优化,性能比手动用 lock 包裹普通字典更好。

基本初始化和添加元素

创建实例很简单,泛型参数和普通字典一样:

var dict = new ConcurrentDictionary();

添加键值对推荐用 TryAdd,它只在键不存在时才添加,并返回是否成功:

  • dict.TryAdd(“key1”, 100); // 成功返回 true
  • dict.TryAdd(“key1”, 200); // 键已存在,不覆盖,返回 false

如果想“有则更新、无则添加”,用 AddOrUpdate

dict.AddOrUpdate(“key1”, 100, (k, v) => v + 10); // 第一次设100,之后每次+10

安全读取和条件更新

读取推荐用 TryGetValue,和普通字典一样,但它是线程安全的:

if (dict.TryGetValue(“key1”, out int value)) { console.WriteLine(value); }

需要“先查再改”逻辑(比如计数器自增)时,避免用 Get+Set 组合(会竞态),改用 GetOrAddAddOrUpdate

C# ConcurrentDictionary的用法 – 线程安全的字典实现

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  • dict.GetOrAdd(“counter”, 0); // 不存在就设0,返回当前值
  • dict.AddOrUpdate(“counter”, 1, (k, v) => v + 1); // 存在则+1

遍历和删除要注意的点

遍历时 foreach 是安全的,不会抛出 InvalidOperationException(不像普通字典被修改时会报错),但注意:遍历看到的是某一时刻的快照,期间其他线程的增删不会影响当前遍历结果。

删除用 TryRemove,它返回是否成功删除:

if (dict.TryRemove(“key1”, out int oldValue)) { /* 删除成功,oldValue 是原值 */ }

不要用 ContainsKey + Remove 组合,这中间可能被其他线程修改,应直接用 TryRemove 原子完成。

和普通 Dictionary + lock 的对比

虽然给普通字典套一层 lock 也能线程安全,但 ConcurrentDictionary 优势明显:

  • 读操作通常无锁,高并发读性能更好
  • 写操作分段加锁(默认 31 个桶),冲突概率低
  • 提供了像 GetOrAdd 这类复合操作的原子保证,手写容易出错
  • API 设计明确表达“并发意图”,代码可读性更强

不过它内存占用略高,如果确定是单线程或仅读多写少,普通字典仍更轻量。

基本上就这些。用对方法,ConcurrentDictionary 能帮你省掉大量同步逻辑,又不容易出错。

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