了解 List<T> 的线程安全

Posted 2023-02-16

【中文标题】了解 List<T> 的线程安全

【英文标题】：Understanding the thread safety of a List<T>

【发布时间】：2021-11-26 20:01:45

【问题描述】：

我试图理解为什么它会打印第 0 项、第 0 项和第 1 项 在调试时会打印第 0 项、第 0 项、第 1 项、第 1 项

2 结果中的项目符号上方有意义。有人可以帮我理解为什么它会在 1 中打印项目符号吗？

简而言之，取自 C# 9.0

class ThreadSafe

    static List<string> _list = new List<string>();

    public static void AddItem()
    
        // lock the list
        lock (_list)
        
            _list.Add("Item " + _list.Count);
        
        // Rather than locking for the duration; copy to an array
        string[] items;
        lock (_list)
        
            items = _list.ToArray();
        
        foreach (string s in items)
        
            Console.WriteLine(s);
        
     
     static void Main(string[] args)
     
       new Thread(ThreadSafe.AddItem).Start();
       new Thread(ThreadSafe.AddItem).Start();
     

【问题讨论】：

输出不会取决于运行线程的计算机的速度和调度吗？

我只看到“项目 1”的一个实例 dotnetfiddle.net/8oHjcz 如果您在打印中包含线程号，代码是否有意义？

您能否说明您希望输出的哪一部分有所不同以及为什么？也许您希望一次性执行对Console.WriteLine 的所有单独调用？ （@gunr2171 建议在所有打印语句中添加线程号可以帮助您澄清您的要求，甚至完全回答）

使用 ThreadID，我可以看到第一个线程打印项目 0，然后第二个线程打印项目 0。然后第二个线程打印项目 1，并完成执行。我试图理解为什么第二个线程在第一个线程执行后打印项目 0。好像是同时进行的。

老实说，约瑟夫·阿尔巴哈里书中的这个例子不是很好。产生的输出令人困惑。我希望他们能在下一个版本的书中改进它！

【参考方案1】：

https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/language-reference/keywords/lock-statement

当持有锁时，持有锁的线程可以再次获取和释放锁。任何其他线程都被阻止获取锁并等待直到锁被释放。

这确实取决于环境，但直截了当的答案如下。

线程 1 将锁定列表。 线程 2 将尝试访问但无法访问，因此它将等待 线程 1 将添加到列表中 线程 2 仍在等待 线程 1 将释放锁 线程 2 将锁定列表 线程 1 将尝试锁定列表，但它已被锁定，因此它将等待 等等

这真的取决于线程何时真正开始计算。但这将是您所看到的输出的最合乎逻辑的答案。在不同的环境（CPU 等）上运行它可能会导致不同的输出。