ConcurrentDictionary #собес #память

Коллеги, задачка. Прямо с собеса, с пылу-с-жару. Сколько раз значение будет выведено в консоль?

const string Key = "SomeKey";
var topLevel = new ConcurrentDictionary<string, string>();

for (var i = 1; i < 100; i++) {
    var thread = new Thread(Add);
    thread.Start(topLevel);
}

static void Add(object? val) {
    var dict = (ConcurrentDictionary<string, string>)val!;
    dict.GetOrAdd(Key, x => {
        lock (Lock.Obj)
        {
            if (dict.TryGetValue(Key, out var value)) return value;
            var res = Guid.NewGuid().ToString();
            Console.WriteLine(res);
            return res;
        }
    });
}

Усложняем:
1. Теперь заменим тип значения у ConcurrentDictionary на Guid. Естественно строку var res = Guid.NewGuid().ToString(); нужно исправить как var res = Guid.NewGuid().
2. А теперь изменим тип значения на int.

Как же так? Надо пояснить в чём, собственно, дело. Можно скопировать и воспроизвести у себя. И я настоятельно (!) рекомендую это сделать.

---

С одной стороны, суть происходящего проста: ConcurrentDictionary не гарантирует, что элемент по ключу будет создан один и только один раз. Это делается для исключения проблем, которые могут возникнуть при выполнении неизвестного кода под блокировкой, что верно заметил коллега.

А другой стороны, суть происходящего в сложном сценарии не так проста, но всё ещё, кстати, логична.

Когда мы отпускаем lock, то железке нужно время записать данные в память. И чем бОльший объем данных мы записываем в память, тем это дольше, что подтверждает эмпирический опыт коллеги и дальнейшее развитие рассуждений.

Причём скорость зависит (c) от всего сразу: размера данных, количества процессоров, разрядности процессора и скорости памяти. Например, размер int это 4, а string - 8. И, если повезёт, это, в свою очередь, равно sizeof(IntPtr) или nint (в зависимости от разрядности процессора). Если разрядность позволяет записать данные в память за одну операцию, то это дает другим потокам (ядрам) больше времени посоревноваться на скорость. Если поток всего один - то конкуренции нет.

Мораль всего этого такова: осторожнее на собеседованиях. Нет, мораль другая - если мы пишем асинхронный код, то было бы неплохо протестировать наши результаты не только у себя, но, также, на целевой машине и у того парня. Возможно, наш гениальный код будет работать тут, но не там, а вот там - он вообще всё сломает.