Question

下面是一些代码，它通过定期在后台线程上打印写流的位置来监视磁盘的写入进度，同时将10 GB的数据写入磁盘：

string path = "test.out";
long size = 10 * 1000L * 1000L * 1000L;
using (FileStream writer = new FileStream(path, FileMode.Create, FileAccess.Write))
{
    // Get a handle (and don't do anything with it)
    var handle = writer.SafeFileHandle;

    // Start a background position reader
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(s =>
    {
        while (true)
        {
            Console.WriteLine(writer.Position);
            Thread.Sleep(10);
        }
    });

    // Write out the bits
    byte[] buffer = new byte[4096];
    long position = 0;
    while (position < size)
    {
        int count = (int)Math.Min(size - position, buffer.Length);
        writer.Write(buffer, 0, count);
        position += count;
    }

    Console.ReadLine();
}

如果运行此代码，则会看到少于10 GB的内容被写入。基本上，随机的一小部分写入操作会被忘记，并且不会进入磁盘。

这个问题很少发生。此代码尝试写入的10 GB中，有99％以上成功写入。如果您较少阅读“位置”，则问题发生的频率会更少。我们发现此问题的原因是，我们有一些代码可以监视机器对机器文件副本的吞吐量（通过在后台线程上每30秒读取一次位置），并且在数十亿个文件中检测到数百个文件损坏的实例。我们每天制作的副本。但是从另一个线程监视流进度的基本方案似乎非常普遍，因此这可能会打击很多人，尽管其发生率非常低。

效果不取决于是否使用旧的线程池API或新的基于任务的API，是否使用Write或WriteAsync或对Dispose / Close的谨慎程度。这确实取决于是否公开了文件句柄：如果注释掉读取SafeFileHandle属性的行，则会写入所有10 GB的内容。注意，我们实际上对手柄没有任何操作；仅仅阅读它就会引起不当行为。

Answer 1

这里发生的是FileStream（https://referencesource.microsoft.com/#mscorlib/system/io/filestream.cs,e23a38af5d11ddd3）维护一个布尔标志_exposedHandle，如果它认为内部使用的句柄已在外部公开，则为true。如果_exposedHandle为true，则在读取Position时，它将运行一个私有方法VerifyOSHandlePosition（），该方法将自己的内部位置值与该句柄的内部值同步，然后返回它。由于该同步代码不是线程安全的，因此同时进行的读写操作可能会很麻烦。

现在FileStream不再声称是线程安全的。但这是一种弱势防御，因为每个人都希望FileStream对于状态更改的读取和写入当然并不安全，但是纯属性读取仍然应该没有副作用，因此本质上是线程安全的。例如，List和Dictionary不是线程安全的，但是读取其Count属性不会破坏发生在另一个线程上的读写。

我可以猜测为什么FileStream的作者添加了此内容。它允许您持有一个外部句柄，并使用FileStream和该句柄进行（同步）读写。但是我认为这不是正确的方法。如果您拥有另一个类也在内部使用的外部资源（例如，您所交给的类或方法也使用的数组），那么就不要搞砸了。该类不应尝试以改变类功能的方式进行补偿（并使所有操作也受到性能影响），而应制作一个公共的SynchronizeHandlePosition（）方法，并告诉想要此方案的人使用它。

因为FileStream是它的本质，所以请记住：

尽可能避免使用公开句柄的FileStreams。
知道具有暴露句柄的FileStream的Position具有线程不安全的副作用。
知道具有暴露句柄的FileStream会降低性能。

如果Microsoft更新了文档以说明这些内容，那就太好了。

FileStream.Position具有线程不安全的副作用

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