ConcurrentDictionary<T> 与不可变集合
使用 ConcurrentDictionary 实现线程安全的更新，并学习简单的不可变方案：只读视图和写时复制。
ConcurrentDictionary<T> 与不可变集合 是 CoddyKit 上的免费 C# Academy 课时。 这是第 2 节课，共 3 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C# Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C# Academy 课程共包含 3 节课。
线程安全与不可变性的基础
本课内容：
- ConcurrentDictionary<TKey,TValue>：支持来自多个线程的安全更新
- 只读视图与真正的不可变性
- 写时复制：实现简单安全性的思路
原子操作：GetOrAdd/AddOrUpdate
请使用 GetOrAdd 和 AddOrUpdate 执行原子操作，并使用 TryGetValue 安全读取。
using System;
using System.Collections.Concurrent;
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
ConcurrentDictionary<string, int> counts = new ConcurrentDictionary<string, int>();
// Add if missing
int a = counts.GetOrAdd("apple", 0); // 0
// Increment safely
int newVal = counts.AddOrUpdate("apple", 1, (key, oldValue) => oldValue + 1);
Console.WriteLine("apple was " + a + ", now " + newVal);
int value;
bool ok = counts.TryGetValue("apple", out value);
Console.WriteLine("Has apple? " + ok + " -> " + value);
}
}
无竞态递增的思路
AddOrUpdate 会通过原子更新避免经典的读取-修改-写入竞态。
using System;
using System.Collections.Concurrent;
public class Program
{
static int Inc(int oldValue) { return oldValue + 1; }
public static void Main(string[] args)
{
ConcurrentDictionary<string, int> clicks = new ConcurrentDictionary<string, int>();
// Simulate multiple updates
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
clicks.AddOrUpdate("home", 1, delegate(string k, int v) { return Inc(v); });
}
Console.WriteLine("home clicks = " + clicks["home"]); // 5 (starting at 1 then +4)
}
}
只读视图（并非不可变）
AsReadOnly 返回的是只读视图，而不是真正不可变的集合：源的更改会显示在该视图中。
using System;
using System.Collections.Generic;
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
List<string> items = new List<string>(new string[] { "A", "B" });
var ro = items.AsReadOnly(); // ReadOnlyCollection<string>
foreach (string s in ro) Console.WriteLine(s); // A, B
// ro.Add("C"); // not available: read-only view has no Add
// But changing the source list reflects in the view:
items.Add("C");
Console.WriteLine("After source change:");
foreach (string s in ro) Console.WriteLine(s); // A, B, C
}
}
写时复制快照
写时复制：发生更改时返回一个新列表。保留旧列表的调用方可以看到稳定的快照。
using System;
using System.Collections.Generic;
public class Program
{
static List<int> AddWithoutTouchingOriginal(List<int> original, int item)
{
// create a copy and modify the copy
List<int> copy = new List<int>(original);
copy.Add(item);
return copy;
}
public static void Main(string[] args)
{
List<int> a = new List<int>(new int[] { 1, 2 });
List<int> b = AddWithoutTouchingOriginal(a, 3);
Console.WriteLine("Original:");
foreach (int x in a) Console.WriteLine(x); // 1,2
Console.WriteLine("Copy:");
foreach (int x in b) Console.WriteLine(x); // 1,2,3
}
}
提示与权衡
提示：
- 对于共享计数器/缓存，请使用 ConcurrentDictionary。
- AsReadOnly 可以防止使用者意外修改数据。
- 需要稳定视图时，请在修改列表之前先复制列表。
- 真正的不可变集合位于 System.Collections.Immutable（包）中；为使代码保持独立，这里不使用它们。
线程安全字典的选择
总结
总结：使用 ConcurrentDictionary 进行并发更新。向调用方提供只读视图，并在需要稳定快照时使用写时复制。
常见问题解答
「ConcurrentDictionary<T> 与不可变集合」课时是免费的吗？
是的 — 「ConcurrentDictionary<T> 与不可变集合」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C# Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C# Academy 课程共包含 3 节课。
「ConcurrentDictionary<T> 与不可变集合」这节课中我会学到什么？
使用 ConcurrentDictionary 实现线程安全的更新，并学习简单的不可变方案：只读视图和写时复制。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C# Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。
学习 C# Academy 需要有经验吗？
无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C# Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课，共 3 节。
「ConcurrentDictionary<T> 与不可变集合」课时需要多长时间？
大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。
我能在这节 C# Academy 课中编写并运行代码吗？
能。每节 C# Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。
此课程中的所有课时
- HashSet 、SortedSet 、Queue 、Stack
- ConcurrentDictionary 与不可变集合
- 相等性与哈希（值与引用）