多线程环境中的事件
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【中文标题】多线程环境中的事件【英文标题】：Events in Multi Threaded Environment 【发布时间】：2020-07-11 15:55:03 【问题描述】：我正在尝试构建一个系统，用户可以通过该系统构建一个小测试程序，而无需知道如何编码。为此，我以这种方式设计了系统，即有一个过程，其中可以包含其他过程或步骤。这些步骤可以包含命令。该过程包含以何种顺序发生的逻辑。这些步骤包含它们接下来要连接到哪个步骤的信息。
步骤和命令由Execute 调用，如果它们完成，则调用OnDone，这可能直接发生（例如IncreaseCommand）或在一段时间后（WaitCommand 或任何其他与连接的硬件；两者都在不同的线程上）。此外，它们可以通过超时或用户停止。
只要没有超时，一切正常。如果超时，我尝试通过锁定使代码线程安全。此外，当超时停止一个命令（例如WaitCommand）时，也会出现这些陷阱，该命令正在同时完成其工作。所以有一个线程从过程通过步骤到命令，发出停止信号，另一个线程从命令通过步骤到过程发出信号完成。
我添加了一些代码 sn-ps，我已经剥离了大部分 dispose 代码和其他内部内容，这似乎与问题无关。
public sealed class Procedure : IStep, IStoppable
public event EventHandler Done;
public event EventHandler Stopped;
public event EventHandler TimedOut;
public void Run()
if (!IsRunning)
CheckStartTimer();
Start(First);
private void CheckStartTimer()
isTimerUnlinked = false;
timer.Elapsed += OnTimedOut;
timer.IntervalInMilliseconds = (int)Timeout.TotalMilliseconds;
timer.Start();
private void OnTimedOut(object sender, EventArgs e)
if (isTimerUnlinked)
return;
stopFromTimeout = true;
Stop();
private void Start(IStep step)
isStopped = false;
isStopping = false;
Active = step;
LinkActive();
active.Run();
private void LinkActive()
active.Done += OnActiveFinished;
if (active is Procedure proc)
proc.TimedOut += OnActiveFinished;
private void OnActiveFinished(object sender, EventArgs e)
UnlinkActive();
lock (myLock)
if (isStopped)
return;
if (stopFromTimeout)
OnStopped();
return;
var successor = active.ActiveSuccessor;
if (successor == null)
OnDone();
else if (isStopping || timeoutPending || stopFromTimeout)
OnStopped();
else
Start(successor);
public void Stop()
if (isStopping)
return;
isStopping = true;
StopTimer();
if (active is IStoppable stoppable)
stoppable.Stopped += stoppable_Stopped;
stoppable.Stop();
else
OnStopped();
private void stoppable_Stopped(object sender, EventArgs e)
var stoppable = sender as IStoppable;
stoppable.Stopped -= stoppable_Stopped;
OnStopped();
private void OnStopped()
isStopping = false;
lock (myLock)
isStopped = true;
UnlinkActive();
lock (myLock)
Active = null;
if (stopFromTimeout || timeoutPending)
stopFromTimeout = false;
timeoutPending = false;
CleanUp();
TimedOut?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
else
Stopped?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
private void UnlinkActive()
if (stopFromTimeout && !isStopped)
return;
lock (myLock)
if (active == null)
return;
active.Done -= OnActiveFinished;
var step = active as IStep;
if (step is Procedure proc)
proc.TimedOut -= OnActiveFinished;
private void OnDone()
CleanUp();
Done?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
private void CleanUp()
Reset();
SetActiveSuccessor();
private void Reset()
Active = null;
stopFromTimeout = false;
timeoutPending = false;
StopTimer();
private void StopTimer()
if (timer == null)
return;
isTimerUnlinked = true;
timer.Elapsed -= OnTimedOut;
timer.Stop();
private void SetActiveSuccessor()
ActiveSuccessor = links[(int)Successor.Simple_If];
internal sealed class CommandStep : IStep, IStoppable
public event EventHandler Done;
public event EventHandler Started;
public event EventHandler Stopped;
public CommandStep(ICommand command)
this.command = command;
public void Run()
lock (myLock)
stopCalled = false;
if (cookie != null && !cookie.Signalled)
throw new InvalidOperationException(ToString() + " is already active.");
cookie = new CommandStepCookie();
command.Done += OnExit;
unlinked = false;
if (stopCalled)
return;
command.Execute();
public void Stop()
stopCalled = true;
if (command is IStoppable stoppable)
stoppable.Stop();
else
OnExit(null, new CommandEventArgs(ExitReason.Stopped));
private void OnExit(object sender, CommandEventArgs e)
(sender as ICommand).Done -= OnExit;
lock (myLock)
if (cookie.Signalled)
return;
cookie.ExitReason = stopCalled ? ExitReason.Stopped : e.ExitReason;
switch (cookie.ExitReason)
case ExitReason.Done:
default:
if (unlinked)
return;
Unlink();
ActiveSuccessor = links[(int)Successor.Simple_If];
break;
case ExitReason.Stopped:
Unlink();
break;
case ExitReason.Error:
throw new NotImplementedException();
cookie.Signalled = true;
if (cookie.ExitReason.HasValue)
active = false;
if (cookie.ExitReason == ExitReason.Done)
Done?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
else if (cookie.ExitReason == ExitReason.Stopped)
stopCalled = false;
Stopped?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
private void Unlink()
if (command != null)
command.Done -= OnExit;
unlinked = true;
internal sealed class WaitCommand : ICommand, IStoppable
public event EventHandler<CommandEventArgs> Done;
public event EventHandler Stopped;
internal WaitCommand(ITimer timer)
this.timer = timer;
timer.AutoRestart = false;
TimeSpan = TimeSpan.FromMinutes(1);
public void Execute()
lock (myLock)
cookie = new WaitCommandCookie(
e => Done?.Invoke(this, new CommandEventArgs(e)));
timer.IntervalInMilliseconds = (int)TimeSpan.TotalMilliseconds;
timer.Elapsed += OnElapsed;
timer.Start();
private void OnElapsed(object sender, EventArgs e)
OnExit(ExitReason.Done);
public void Stop()
if (cookie == null)
Done?.Invoke(this, new CommandEventArgs(ExitReason.Stopped));
return;
cookie.Stopping = true;
lock (myLock)
StopTimer();
OnExit(ExitReason.Stopped);
private void OnExit(ExitReason exitReason)
if (cookie == null)
return;
lock (myLock)
if (cookie.Signalled)
return;
Unlink();
if (cookie.Stopping && exitReason != ExitReason.Stopped)
return;
cookie.Stopping = false;
cookie.Signal(exitReason);
cookie = null;
private void StopTimer()
Unlink();
timer.Stop();
private void Unlink()
timer.Elapsed -= OnElapsed;
我一直在某些地方测试停止是否正在进行并试图拦截完成，以便在停止后不执行并造成任何麻烦。这种方式似乎并不完全防水，尽管它似乎暂时有效。有没有办法通过设计来提供这种安全性？我可能这样做完全错了吗？
【问题讨论】：
请贴出代码，方便帮到你 锁定应该足以使您的代码线程安全。由于您已经尝试过，并且仍然存在竞争条件，这意味着您没有正确应用锁定。当您锁定时，您必须锁定您读取或写入共享资源的所有位置。你不能挑剔，部分应用的锁和没有锁一样好。这是一般建议。我们需要先查看代码，然后才能说出具体的内容。 【参考方案1】：您的共享状态并未始终受到并发访问的保护。以isStopped 字段为例：
private void OnStopped()
isStopping = false;
lock (myLock)
isStopped = true;
//...
private void Start(IStep step)
isStopped = false;
//...
首先它受到保护，其次它没有。您可以选择在任何地方保护它，也可以在任何地方保护它。没有回旋的余地。部分保护它与完全不保护它一样好。
附带说明，不建议在持有锁的同时调用事件处理程序。事件处理程序可能包含长时间运行的代码，或者调用可能受其他锁保护的任意代码，从而打开死锁的可能性。关于锁定的一般建议是尽快释放它。持有锁的时间越长，线程之间的争用就越多。所以例如在方法OnActiveFinished:
lock (myLock)
if (isStopped)
return;
if (stopFromTimeout)
OnStopped();
return;
您在持有锁的同时拨打OnStopped。在OnStopped 中调用处理程序：
Stopped?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
正确的方法是释放锁后调用OnStopped。使用局部变量来存储有关调用它的信息：
var localInvokeOnStopped = false;
lock (myLock)
if (isStopped)
return;
if (stopFromTimeout)
localInvokeOnStopped = true;
if (localInvokeOnStopped)
OnStopped();
return;
最后一个建议，避免在同一个锁上递归锁定。如果你这样做，lock 语句不会抱怨（因为底层的Monitor 类允许重入），但它会使你的程序更难理解和维护。
【讨论】：
顺便说一句，如果您有时间阅读，Joseph Albahari 的 E-book 是关于 C# 线程的绝佳资源。 感谢您的建议。我忽略了锁中的 OnStopped() 调用，通常我尽量避免从锁定部分调用事件处理程序。以上是关于多线程环境中的事件的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章