Question

我的代码中有一个奇怪的错误。这是非常罕见的（可能每隔几周发生一次），但它就在那里，我不知道为什么。

我们有2个线程正在运行，1个线程获取网络消息并将它们添加到队列中，如下所示：

DataMessages.Enqueue(new DataMessage(client, msg));

另一个线程将消息从此队列中删除并处理它们，如下所示：

while (NetworkingClient.DataMessages.Count > 0)
{
    DataMessage message = NetworkingClient.DataMessages.Dequeue();

    switch (message.messageType)
    {
       ...
    }
}

然而，每隔一段时间我就会在switch (message.messageType)行上得到一个NullReferenceException，我可以在调试器中看到该消息为空。

无法将空值放入队列（请参阅代码的第一位），这些是使用该队列的唯一两件事。

队列是不是线程安全的，是不是我在另一个线程入队的确切时刻出列，这会导致故障？

Answer 1

Queue不是线程安全的，不是吗？我正准备在那一刻出发另一个线程入队和这会导致故障吗？

完全。 Queue不是线程安全的。线程安全队列为System.Collections.Concurrent.ConcurrentQueue。请改用它来解决问题。

Answer 2

    while (NetworkingClient.DataMessages.Count > 0)
    {
        // once every two weeks a context switch happens to be here.
        DataMessage message = NetworkingClient.DataMessages.Dequeue();

        switch (message.messageType)
        {
           ...
        }
    }

...当你在那个位置得到那个上下文切换时，第一个表达式的结果（NetworkingClient.DataMessages.Count > 0）对于两个线程都是正确的，而Dequeue()操作的第一个获取对象而第二个线程获得空（而不是InvalidOperationException，因为队列的内部状态未完全更新以抛出正确的异常。）

现在您有两个选择：

使用.NET 4.0 ConcurrentQueue
重构您的代码：

让它看起来像这样：

while(true)
{
  DataMessage message = null;

  lock(NetworkingClient.DataMessages.SyncRoot) {
       if(NetworkingClient.DataMessages.Count > 0) {
          message = NetworkingClient.DataMessages.Dequeue();
       } else {
         break;
       }
    }
    // .. rest of your code
}

编辑：更新以反映亨德尔的评论。

Answer 3

如果您对确切原因感兴趣：

Enqueue看起来像这样：

this._array[this._tail] = item;
this._tail = (this._tail + 1) % this._array.Length;
this._size++;
this._version++;

Dequeue就像这样：

T result = this._array[this._head];
this._array[this._head] = default(T);
this._head = (this._head + 1) % this._array.Length;
this._size--;
this._version++;

比赛是这样的：

队列中有1个元素（head == tail），因此您的阅读器线程开始出列但在Dequeue
然后将另一个元素排队并放在tail的位置，此时此位置等于head。
现在Dequeue恢复并覆盖Enqueue与default(T)
下次调用dequeue时，您将获得默认值（T）（在您的情况下为null）而不是实际值

多线程.NET队列问题

3 个答案: