c# - Monitor.Pulse 和 Monitor.Wait 之间的竞争条件？

Question

这是说明问题的最小代码:

StringBuilder input = new StringBuilder();

void ToUpper()
{
    lock (input)
    {
        while (true)
        {
            Monitor.Wait(input);

            Console.WriteLine(input.ToString().ToUpper());
        }
    }
}

public void Run()
{
    new Thread(ToUpper) { IsBackground = true }.Start();

    // "Avoid" the initial race
    Thread.Sleep(100);

    while (true) 
    {
        lock (input)
        {
            input.Clear();
            input.Append(Console.ReadLine());
            Monitor.Pulse(input);
        }
        // Thread.Sleep(1);
    }
}

忽略众所周知的初始竞争条件，我对 Pulse and Wait 的行为感到惊讶。

这是我所期望的:

• “ToUpper”线程调用Wait => 它被插入监视器的等待队列
• 主线程调用Pulse => 将“ToUpper”线程从等待队列“移动”到就绪队列，立即获取锁
• 主线程在退出lock语句作用域时退出监听
• “ToUpper”线程获取锁并处理输入，同时主线程再次注册锁的所有权

但是有两次“ToUpper”线程不处理输入，而是主线程立即执行其处理。

以下是我的假设:

• Pulse 不会立即“移动”“ToUpper”线程，因此就绪队列保持为空
• 主线程释放锁，循环，再次请求锁
• 因为就绪队列中没有其他人，所以它获得了所有权
• 有时会执行提升“ToUpper”线程的请求，最终将其插入就绪队列
• 主线程第二次Pulse并释放锁
• 它循环，尝试重新获取锁，但“ToUpper”线程已经存在
• 这次“ToUpper”线程获取锁并处理输入
• 完成后再次休眠等待下一个信号
• 主线程获取锁

为了检查这个假设，我强制主线程不那么急切，让另一个线程工作，通过添加 Thread.Sleep(1) => 在这种情况下，所有都是“按预期工作”。

所以这一切都归结为 Pulse 的行为可能不会立即将线程从等待队列推送到就绪队列。

这个问题真的来自这个可能的种族还是我遗漏了另一个微妙之处？

Answer 1

您关于添加 Thread.Sleep(1) 的评论确实是答案。 Pulse方法不保证等待对象的任何东西 - 它只是被释放到 ready queue它作为普通线程从中进行。没有任何关于调用 Pulse 的痕迹。因此，在调用 Pulse 之后，应用程序的行为与普通的双线程应用程序一样，并且就绪队列中有两个线程 - ToUpper 线程 和 Run 线程。因此，如果没有 Thread.Sleep(1)，Run 线程可能会首先获得锁(如果没有它，我猜也有可能，只是可能性较小)。

我提供的第二个链接中的另一个重要评论:

An important feature of Monitor.Pulse is that it executes asynchronously, meaning that it doesn't itself block or pause in any way.

对于这种情况，AutoResetEvent类似乎更合适。此外，在 second link您可以找到使用 Wait 和 Pulse 的生产者-消费者场景示例。