无锁并发更新不可变集合——基于Interlocked的CAS替换

通过Interlocked.CompareExchange对不可变集合进行原子替换，实现无锁安全并发更新，避免锁竞争。 · 难度：入门 · +10XP

无锁CAS更新不可变集合

不可变集合（如ImmutableArray）本身线程安全，但更新操作需创建新实例。在多线程场景中直接赋值存在竞态条件。本教程演示如何利用Interlocked.CompareExchange（CAS）循环，以原子方式替换引用。同时结合局部引用快照，确保更新过程中不会丢失其他线程的修改。这种方法比ReaderWriterLockSlim更轻量，适用于高频读、低频写的场景。

private static ImmutableArray<int> _data = ImmutableArray<int>.Empty;
public static void AddItem(int item)
{
    ImmutableArray<int> current, newArray;
    do
    {
        current = _data;
        newArray = current.Add(item);
    } 
    while (Interlocked.CompareExchange(ref _data, newArray, current) != current);
}
// 读取无需锁
public static void ReadAll()
{
    var snapshot = _data;
    foreach (var i in snapshot)
        Console.WriteLine(i);
}