c# - 正确锁定线程安全的自生成列表 (C#)

Question

我有一个生成数字序列的单例 IEnumerable。该序列是可互换的(基本上是无限期的)，我仅在需要时才生成序列中的下一个数字。

public class Generator:IEnumerable<long> {

    private Generator() { }

    private static volatile Generator instance=new Generator();
    private static readonly object syncRoot=new object();
    public static Generator Instance { get { return instance; } }

    private static List<long> numsList=new List<long>();

    private void GenerateNextNumber() {
        long number;
        //Code to generate next number
        numsList.Add(number);
    }

    private long GenerateToNthNumber(int n) {
        lock(syncRoot) {
            while(numsList.Count<n)
                GenerateNextNumber();
        }
        return numsList[n-1];
    }

    public static long GetNthNumber(int n) {
        return Instance.GenerateToNthNumber(n);
    }

    private class GeneratorEnumerator:IEnumerator<long> {
        private int index=0;

        public long Current { get { return GetNthNumber(index); } }

        public void Dispose() { }

        object System.Collections.IEnumerator.Current { get { return GetNthNumber(index); } }

        public bool MoveNext() {
            index++;
            return true;
        }

        public void Reset() {
            index=0;
        }
    }

    public IEnumerator<long> GetEnumerator() {
        return new GeneratorEnumerator();
    }

    System.Collections.IEnumerator System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator() {
        return GetEnumerator();
    }
}

此代码可枚举并发线程中的数字并对其求和。有没有办法避免每次调用 GenerateToNthNumber 时都必须锁定？我试过这段代码:

    private long GenerateToNthNumber(int n) {
        if(numsList.Count<n) {
            lock(syncRoot) {
                while(numsList.Count<n)
                    GenerateNextNumber();
            }
        }
        return numsList[n-1];
    }

但是当测试通过多个并发线程中的数字进行枚举和求和时，并不是所有的结果都以相同的总和结束。如果可能的话，我的目标是在请求的数字已经生成的情况下进行非阻塞读取。有更好的方法吗？

Answer 1

List 的实现方式，无法在一个线程中安全地读取它而在另一个线程中写入它。我建议您改为使用嵌套的已知大小的数组，一旦分配，就永远不会被放弃(例如，一旦分配了一个包含 theList[15691] 的数组，该项目将永远不会被任何人保留其他数组)。这些东西可以很容易地用于实现只添加列表，该列表在添加项目时需要锁定，但本质上是线程安全的，无需锁定即可读取。