方法中的“使用”语句会导致数据损坏或访问冲突的麻烦吗？

Posted 2023-02-22

【中文标题】方法中的“使用”语句会导致数据损坏或访问冲突的麻烦吗？

【英文标题】："using" statment inside method can cause troubles of data corruption or Access violation?

【发布时间】：2013-11-02 19:29:17

【问题描述】：

我有一个任务，将数据设置到 FIFO 中，然后另一个线程将这些数据一个一个地读取到 FIFO 中，稍后通过网络发送。调用FIFO.Add时转换为字节数组的数据如下：

public byte[] ByteArraySerialize()

    using (MemoryStream m = new MemoryStream())
    
        using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(m))
        
            writer.Write((int)this.Opcode);
            writer.Write(this.Data);
        
        return m.ToArray();
    

我的问题：在发送者线程从 FIFO 中读取数据之前，数据是否可能已损坏或处置？我的问题是了解using里面的方法： 这是在方法中使用using 的方式可能会导致GC 在线程读取数据之前删除MemoryStream，比如说在数据进入FIFO 几秒或几分钟后？

【问题讨论】：

@Delnan：他没有返回 MemoryStream，而是返回一个数组复制自 MemoryStream。所以他的代码很好。

他还返回了 disposed 实例拥有的数据的副本。虽然这在MemoryStream的当前实现中是可行的，但只要他不厌其烦地问这里是否有问题，那几乎不是正确的做事方式。我会说他的代码不没问题。

【参考方案1】：

阅读这个问题有多种方式，但让我们从显而易见的方式开始，即它的编写方式：

这种在方法中使用“using”的方式是否会导致 GC 在线程读取数据之前移除内存流，让我们说在数据进入 FIFO 后几秒或几分钟后？

没有。这不会是一个问题。如果您能够在调用.ToArray() 的过程中读取数据，那么您已经拥有数据的副本。如果 GC 稍后收集流，则该数组将继续存在。 明确，关于 GC，如果您可以在调用 .ToArray() 的位置读取流内部的良好副本，那么之后该数组就可以了。根据文档，您获得的是内部数据的副本，而不是对其的引用，即使如此，如果您引用了某些内部数据结构，GC 将无法收集它。

然而，另一种解释可能是：这段代码有问题吗？

嗯，是的，也不是。

BinaryWriter 的当前实现将在编写器实例被释放时释放底层流。这意味着MemoryStream 将被丢弃。

让我复制你的代码并添加一些 cmets：

public byte[] ByteArraySerialize()

    using (MemoryStream m = new MemoryStream())
    
        using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(m))
        
            writer.Write((int)this.Opcode);
            writer.Write(this.Data);
        

        // m is really disposed here
        return m.ToArray();
    

这有什么不同吗？嗯，不。在当前的实现中，处理内存流不会以任何方式丢弃它。但是对于当前的实现或其未来没有任何保证，这是未记录的行为。如果您希望此代码在 .NET 的未来版本或修补程序中稳定且值得信赖，我不会这样编写。

因此，我不会使用这种方式。我将代码重写如下：

using (MemoryStream m = new MemoryStream())
using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(m))

    writer.Write((int)this.Opcode);
    writer.Write(this.Data);

    writer.Flush();
    return m.ToArray();

这将要求编写器刷新所有数据，然后在释放该实例之前复制内存流的内部数组。

要么这样，要么使用重载的构造函数并要求编写者保持流打开：

using (MemoryStream m = new MemoryStream())

    using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(m, Encoding.UTF8, true))
    
        writer.Write((int)this.Opcode);
        writer.Write(this.Data);
    

    // m is no longer disposed here
    return m.ToArray();

【讨论】：

好答案。只是一个几乎偏离主题的评论：原始问题和您的第一个示例中的编码隐含地像new UTF8Encoding()。无参数构造函数不使用字节顺序标记。从静态属性Encoding.UTF8 获得的编码更像new UTF8Encoding(true)，其中true 表示确实使用字节顺序标记。这有点令人困惑。但是在某些情况下根本不使用所谓的前导码，如果它是空的或由字节序标记组成，则无关紧要。

更加混乱。如果未指定任何内容，则使用的编码等于new UTF8Encoding(encoderShouldEmitUTF8Identifier: false, throwOnInvalidBytes: true)，而静态属性Encoding.UTF8 等于new UTF8Encoding(encoderShouldEmitUTF8Identifier: true, throwOnInvalidBytes: false)。

【参考方案2】：

对ToArray(); 的调用有效地复制了您想要的数据。 因此，发生在 MemStreams 上的一切都是无关紧要的。

更一般地说，只要您的代码可以“看到”一段数据，那么 GC 就无法回收该段数据。 不要想太多。

假设你曾经使用过：

 return m.GetBuffer();

现在您正在返回 MemStream 的内部缓冲区。 m 将被 Disposed 但仅仅因为您返回了它，缓冲区将比它的所有者更长寿。

【讨论】：

提问者不应将using 语句与 GC 行为混淆。除非Dispose 方法抑制了类具有的finalizer，否则using 和GC 之间没有关系。

我提到 GC 只是为了让我的问题变得尖锐，我的意思是处置对象及其所有资源。据我所知并想确定数据是否会被删除，这意味着我知道 C# 基本上将数据作为参考移动，所以问题是：数据是否会被复制，或者我可能会因为处置而出现“访问冲突”米？

我想我的回答是：不，它不会导致 AV。

【参考方案3】：

我认为您的问题的答案是“在这种情况下不是”。 内存流当然可以被释放，但在此之前，您会将数据保存在 byte[] 数组中，该数组将保留。

尝试在writer.Write(this.Data); 之后添加writer.Flush();。

【讨论】：

Flush() 会完成什么？ （随后的关闭/处置不会？）

我在 .NET 中遇到过 Dispose 无法刷新的情况。 AFAIR 是 .NET 4.0 中的 XmlDictionaryWriter。而且， BinaryWriter.Dispose 的文档并没有说它会导致将任何缓冲数据写入底层设备。

【参考方案4】：

不，没有问题。流不会被过早释放。

您谈论的是 GC，但 using 语句和 IDisposable 的想法是，当对象超出范围时，任何资源都会立即释放。我们不必等待 GC。换句话说，这与 GC 无关。

【讨论】：

Stream 将在此方法返回之前被释放。没关系。

"too early"?，太早是什么意思，我需要确保数据不会被丢弃，只要它在FIFO中并且在发送之后。

@Joseph 好吧，流m 不会被处理因为最外层的using 语句 在字节数组被创建和写入之前，并且你只需要那个数组。但是，Lasse V. Karlsen 在他的回答（在我的回答之后）指出，BinaryWriter writer 默认情况下会在 writer 被处置时处置其底层流，这发生在 之后最内层 using 语句完成，即在创建字节数组之前。但请参考 Karlsen 的回答。