Question

我从C＃代码示例here开始。我试图调整它有几个原因：1）在我的场景中，所有任务将在消费者开始之前预先放入队列中; 2）我想将工作者抽象为一个单独的类而不是Thread类中的原始WorkerQueue成员。

我的队列似乎并没有自行处理，它只是挂起，当我在Visual Studio中中断时，它会卡在_th.Join()＃1的WorkerThread行上。另外，有更好的方法来组织这个吗？有关公开WaitOne()和Join()方法的内容似乎有误，但我想不出让WorkerThread与队列进行交互的合适方式。

另外，如果我在q.Start(#)块的顶部调用using，则每次启动时只会有一些线程（例如，线程1,2和8处理每个任务）。为什么是这样？这是某种竞争条件，还是我做错了什么？

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Messaging;
using System.Threading;
using System.Linq;

namespace QueueTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            using (WorkQueue q = new WorkQueue())
            {
                q.Finished += new Action(delegate { Console.WriteLine("All jobs finished"); });

                Random r = new Random();
                foreach (int i in Enumerable.Range(1, 10))
                    q.Enqueue(r.Next(100, 500));

                Console.WriteLine("All jobs queued");
                q.Start(8);
            }
        }
    }

    class WorkQueue : IDisposable
    {
        private Queue<int> _jobs = new Queue<int>();
        private int _job_count;
        private EventWaitHandle _wh = new AutoResetEvent(false);
        private object _lock = new object();
        private List<WorkerThread> _th;
        public event Action Finished;

        public WorkQueue()
        {
        }

        public void Start(int num_threads)
        {
            _job_count = _jobs.Count;
            _th = new List<WorkerThread>(num_threads);
            foreach (int i in Enumerable.Range(1, num_threads))
            {
                _th.Add(new WorkerThread(i, this));
                _th[_th.Count - 1].JobFinished += new Action<int>(WorkQueue_JobFinished);
            }
        }

        void WorkQueue_JobFinished(int obj)
        {
            lock (_lock)
            {
                _job_count--;
                if (_job_count == 0 && Finished != null)
                    Finished();
            }
        }

        public void Enqueue(int job)
        {
            lock (_lock)
                _jobs.Enqueue(job);

            _wh.Set();
        }

        public void Dispose()
        {
            Enqueue(Int32.MinValue);
            _th.ForEach(th => th.Join());
            _wh.Close();
        }

        public int GetNextJob()
        {
            lock (_lock)
            {
                if (_jobs.Count > 0)
                    return _jobs.Dequeue();
                else
                    return Int32.MinValue;
            }
        }

        public void WaitOne()
        {
            _wh.WaitOne();
        }
    }

    class WorkerThread
    {
        private Thread _th;
        private WorkQueue _q;
        private int _i;

        public event Action<int> JobFinished;

        public WorkerThread(int i, WorkQueue q)
        {
            _i = i;
            _q = q;
            _th = new Thread(DoWork);
            _th.Start();
        }

        public void Join()
        {
            _th.Join();
        }

        private void DoWork()
        {
            while (true)
            {
                int job = _q.GetNextJob();
                if (job != Int32.MinValue)
                {
                    Console.WriteLine("Thread {0} Got job {1}", _i, job);
                    Thread.Sleep(job * 10); // in reality would to actual work here
                    if (JobFinished != null)
                        JobFinished(job);
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("Thread {0} no job available", _i);
                    _q.WaitOne();
                }
            }
        }
    }
}

Answer 1

工作线程在DoWork（）中的_q.WaitOne（）调用上都是阻塞的。调用线程的Join（）方法将死锁，线程永远不会退出。您需要添加一个机制来向工作线程发出信号以退出。在worker中使用WaitAny测试的ManualResetEvent将完成工作。

一个调试提示：熟悉Debug + Windows + Threads窗口。它允许您在线程之间切换并查看其调用堆栈。你很快就会发现这个问题。

Answer 2

您在WaitOne()结尾处执行了DoWork，但是在线程开始运行后您从未设置过AutoResetEvent。请注意，“{1}}

后，WaitOne将返回未设置状态

Answer 3

您的DoWork方法中的循环永远不会完成。这将导致线程总是忙，这个thread.Join（）将永远阻塞，等待它完成。

你有一个WaitOne，但我不认为这是必要的，除非有理由你希望你的线程池在你的工作完成后留下来：

    private void DoWork()
    {
        bool done = false;
        while (!done)
        {
            int job = _q.GetNextJob();
            if (job != Int32.MinValue)
            {
                Console.WriteLine("Thread {0} Got job {1}", _i, job);
                Thread.Sleep(job * 10); // in reality would to actual work here
                if (JobFinished != null)
                    JobFinished(job);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("Thread {0} no job available", _i);
                done = true;
            }
        }
    }

如果您希望线程保持不变，那么在调用WorkQueue.Start时您不必重新分配更多线程，您必须使用AutoResetEvent做更精细的事情。

Answer 4

您的主要问题是其他答案中描述的确定性死锁。

但是，处理它的正确方法不是解决死锁，而是完全消除事件。

生产者 - 消费者模型的整体思想是客户端同时对队列和排队元素进行排队，这就是需要同步机制的原因。如果你事先将所有元素排队，然后只是同时出列，你只需要对出队进行锁定，因为“事件”用于让“消费者”等待新元素入队;在您的情况下不会发生这种情况（根据您的描述）。

此外，“单一责任”设计原则建议将线程代码与“阻塞队列”代码分开。使“阻塞队列”成为它自己的一个类，然后在你的线程管理类中使用它。

我的生产者 - 消费者队列设计有什么问题？

4 个答案: