Question

以下代码运行时没有问题：

// This code outputs:
// 3
// 2
// 1
//
// foo
// DotNetFiddle: https://dotnetfiddle.net/wDRD9L
public class Program
{   
    public static void Main() 
    {
        Console.WriteLine("foo");
    }

    static Program() 
    {       
        var sb = new System.Text.StringBuilder();
        var list = new List<int>() { 1,2,3 };
        list.AsParallel().WithDegreeOfParallelism(4).ForAll(item => { sb.AppendLine(item.ToString()); });
        Console.WriteLine(sb.ToString());
    }
}

只要我通过拨打sb.AppendLine来代替Console.WriteLine，代码就会挂起，就像某处出现死锁一样。

// This code hangs.
// DotNetFiddle: https://dotnetfiddle.net/pbhNR2
public class Program
{   
    public static void Main() 
    {
        Console.WriteLine("foo");
    }

    static Program() 
    {       
        var list = new List<int>() { 1,2,3 };
        list.AsParallel().WithDegreeOfParallelism(4).ForAll(item => { Console.WriteLine(item.ToString()); });
    }
}

起初我怀疑Console.WriteLine不是线程安全的，但根据文档说它是线程安全的。

这种行为的解释是什么？

Answer 1

简短版本：不要在构造函数中阻塞，尤其不能在static构造函数中阻塞。

在您的示例中，差异与您使用的匿名方法有关。在第一种情况下，您已捕获了一个局部变量，该变量导致匿名方法被编译到自己的类中。但在第二种情况下，没有变量捕获，因此static方法就足够了。除了将静态方法放入Program类。哪个仍在初始化。

因此，对类的初始化阻止了对匿名方法的调用（你不能从除执行静态构造函数之外的线程中执行，在类中执行一个方法，直到该类具有完成初始化），并通过执行匿名方法阻止类的初始化（ForAll()方法不会返回，直到所有这些方法都已执行）。

死锁。

鉴于该示例（正如预期的那样）是您正在做的任何事情的简化版本，因此很难知道解决方案的优秀提议是什么。但最重要的是，您不应该在静态构造函数中进行长时间运行的计算。如果它是一个足够慢的算法，它证明使用ForAll()是合理的，那么它的速度足够慢，以至于它首先不应该成为类初始化的一部分。

在解决该问题的许多可能选项中，您可能选择的是Lazy<T>类，这样可以很容易地推迟一些初始化，直到实际需要它为止。

例如，让我们假设您的并行代码不只是写出列表的元素，而是实际上以某种方式处理它们。即它是列表实际初始化的一部分。然后，您可以根据需要而不是在静态构造函数中将该初始化包装在由Lazy<T>执行的工厂方法中：

public class Program
{   
    public static void Main() 
    {
        Console.WriteLine("foo");
    }

    private static readonly Lazy<List<int>> _list = new Lazy<List<int>>(() => InitList());

    private static List<int> InitList()
    {
        var list = new List<int>() { 1,2,3 };
        list.AsParallel().WithDegreeOfParallelism(4).ForAll(item => { Console.WriteLine(item.ToString()); });

        return list;
    }
}

然后初始化代码甚至不会被执行，直到某些代码需要访问列表，它可以通过_list.Value来执行。

这有点微妙的不同，我认为它保证了一个新的答案（即使用匿名方法的方式改变了行为），但Stack Overflow上至少有两个非常密切相关的问题和答案：
Plinq statement gets deadlocked inside static constructor
Task.Run in Static Initializer

顺便说一下：我最近了解到，使用新的Roslyn编译器，他们已经改变了在这种情况下实现匿名方法的方式，甚至可能是静态方法的方法也是在单独的类中实例化方法（如果我没记错的话）。我不知道这是否是为了减少这种bug的普遍存在，但它肯定会改变行为（并且会消除匿名方法作为死锁的来源......当然，人们总是可以重现调用显式声明的静态命名方法的问题。

使用Console和PLinq表观死锁

1 个答案: