Parallel.ForEach 与 ReaderWriterLockSlim 中的死锁

Question

我的应用程序中存在一个有趣的死锁问题。有一个内存数据存储使用 ReaderWriterLockSlim 来同步读取和写入。其中一个读取方法使用 Parallel.ForEach 在给定一组过滤器的情况下搜索存储。其中一个过滤器可能需要恒定时间读取同一存储。以下是产生死锁的场景：

更新：下面的示例代码。使用实际方法调用更新了步骤
给定 ConcreteStoreThatExtendsGenericStore 的单例实例 store

1. Thread1 获取存储上的读锁 - store.Search(someCriteria)
2. < strong>Thread2 尝试使用写锁更新存储 - store.Update() -，在 Thread1
3. Thread1 执行 之后阻塞并行.ForEach针对存储运行一组过滤器
4. Thread3（由 Thread1 的 Parallel.ForEach 生成）尝试对存储进行常量读取。它尝试获取读锁，但被 Thread2 的写锁阻止。
5. Thread1 无法完成，因为它无法加入Thread3。 Thread2 无法完成，因为它被阻塞在 Thread1 后面。

理想情况下，如果当前线程的祖先线程已经拥有相同的锁，我想要做的是不尝试获取读锁。有什么办法可以做到这一点吗？或者还有另一种/更好的方法吗？

public abstract class GenericStore<TKey, TValue>
{
    private ReaderWriterLockSlim _lock = new ReaderWriterLockSlim();
    private List<IFilter> _filters;  //contains instance of ExampleOffendingFilter

    protected Dictionary<TKey, TValue> Store { get; private set; }

    public void Update()
    {
        _lock.EnterWriterLock();
        //update the store
        _lock.ExitWriteLock();
    }

    public TValue GetByKey(TKey key)
    {
        TValue value;
        //TODO don't enter read lock if current thread 
        //was started by a thread holding this lock
        _lock.EnterReadLock();
        value = Store[key];
        _lock.ExitReadLock();
        return value;
    }

    public List<TValue> Search(Criteria criteria)
    {
        List<TValue> matches = new List<TValue>();
        //TODO don't enter read lock if current thread 
        //was started by a thread holding this lock
        _lock.EnterReadLock();
        Parallel.ForEach(Store.Values, item =>
        {
            bool isMatch = true;
            foreach(IFilter filter in _filters)
            {
                if (!filter.Check(criteria, item))
                {
                    isMatch = false;
                    break;
                }
            }
            if (isMatch)
            {
                lock(matches)
                {
                    matches.Add(item);
                }
            }
        });
        _lock.ExitReadLock();
        return matches;
    }
}

public class ExampleOffendingFilter : IFilter
{
    private ConcreteStoreThatExtendsGenericStore _sameStore;

    public bool Check(Criteria criteria, ConcreteValueType item)
    {
        _sameStore.GetByKey(item.SomeRelatedProperty);
        return trueOrFalse;
    }
}

Answer 1

目前还不清楚您实际需要什么样的并发性、内存和性能要求，因此这里有一些选择。

如果您使用的是 .Net 4.0，则可以将 Dictionary 替换为 ConcurrentDictionary 并删除 ReaderWriterLockSlim。请记住，这样做将减少锁定范围并更改方法语义，允许在枚举时更改内容（除其他外），但另一方面，这将为您提供一个不会阻塞的线程安全枚举器读取或写入。您必须确定这对于您的情况是否是可接受的改变。

如果您确实需要以这种方式锁定整个集合，并且可以将所有操作保持在同一状态，那么您也许可以支持递归锁定策略 (new ReaderWriterLockSlim(LockRecursionPolicy.SupportsRecursion))线。并行执行搜索是否有必要？

或者，您可能只想获取当前值集合的快照（锁定该操作），然后针对该快照执行搜索。它不能保证拥有最新数据，并且您必须花费一些时间进行转换，但对于您的情况来说，这可能是一个可以接受的权衡。