c# - ThreadPool.QueueUserWorkItem 的意外行为

Question

请检查下面的代码示例:

public class Sample
{
    public int counter { get; set; }
    public string ID;
    public void RunCount()
    {
        for (int i = 0; i < counter; i++)
        {
            Thread.Sleep(1000);

            Console.WriteLine(this.ID + " : " + i.ToString());
        }
    }
}

class Test
{
    static void Main()
    {
        Sample[] arrSample = new Sample[4];

        for (int i = 0; i < arrSample.Length; i++)
        {
            arrSample[i] = new Sample();
            arrSample[i].ID = "Sample-" + i.ToString();
            arrSample[i].counter = 10;
        }

        foreach (Sample s in arrSample)
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(callback => s.RunCount());
        }

        Console.ReadKey();
    }

}

此示例的预期输出应类似于:

Sample-0 : 0 
Sample-1 : 0 
Sample-2 : 0 
Sample-3 : 0 
Sample-0 : 1 
Sample-1 : 1 
Sample-2 : 1 
Sample-3 : 1
.
. 
.

但是，当您运行这段代码时，它会显示如下内容:

Sample-3 : 0 
Sample-3 : 0 
Sample-3 : 0 
Sample-3 : 1 
Sample-3 : 1 
Sample-3 : 0 
Sample-3 : 2 
Sample-3 : 2
Sample-3 : 1 
Sample-3 : 1
.
. 
.

我可以理解线程执行的顺序可能不同，因此计数不会以循环方式增加。但是，我不明白为什么所有的 ID 都显示为 Sample-3，而执行显然是相互独立的。

不同的对象是否被不同的线程使用？

Answer 1

这是旧的修改闭包问题。你可能想看看:Threadpools - possible thread execution order problem对于类似的问题，Eric Lippert 的博客文章 Closing over the loop variable considered harmful了解问题。

本质上，您获得的 lambda 表达式捕获的是 变量 s 而不是变量的 value声明了 lambda。因此，对变量值所做的后续更改 对委托(delegate)可见。 RunCount 方法将在其上运行的 Sample 实例将取决于变量 s 引用的实例(其值)在委托(delegate)实际执行的时候。

此外，由于委托(delegate)(编译器实际上重用了同一个委托(delegate)实例)是异步执行的，所以不能保证每次执行时这些值是什么。您目前看到的是 foreach 循环在主线程上完成 before 任何委托(delegate)调用(可以预料 - 在主线程上安排任务需要时间线程池)。因此，所有 工作项最终都会使用循环变量的“最终”值。但这不能以任何方式保证；尝试在循环中插入一个合理持续时间的 Thread.Sleep，您将看到不同的输出。

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通常的解决方法是:

1. 在循环体内引入另一个变量。
2. 将该变量分配给循环变量的当前值。

3. 捕获“复制”变量而不是 lambda 中的循环变量。

   foreach (Sample s in arrSample)
   {
       Sample sCopy = s;
       ThreadPool.QueueUserWorkItem(callback => sCopy.RunCount());
   }
   

现在每个工作项“拥有”循环变量的特定值。

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在这种情况下，另一种选择是通过不捕获任何东西来完全避免问题:

ThreadPool.QueueUserWorkItem(obj => ((Sample)obj).RunCount(), s);