c# - 并行树打印方法中的错误

Question

类:

public class Tree
{
    public Node RootNode { get; set; }
}

public class Node
{
    public int Key { get; set; }
    public object Value { get; set; }
    public Node ParentNode { get; set; }
    public List<Node> Nodes { get; set; }
}

方法:

此方法生成一棵树。

private static int totalNodes = 0;
       static Tree GenerateTree()
       {
           Tree t = new Tree();
           t.RootNode = new Node();
           t.RootNode.Key = 0;
           t.RootNode.Nodes = new List<Node>();
           Console.WriteLine(t.RootNode.Key);
           List<Node> rootNodes = new List<Node>();
           rootNodes.Add(t.RootNode);
           while (totalNodes <= 100000)
           {
               List<Node> newRootNodes = new List<Node>();
               foreach (var rootNode in rootNodes)
               {

                   for (int j = 0; j < 3; j++)
                   {
                       totalNodes++;
                       Console.Write(string.Format(" {0}({1}) ", totalNodes, rootNode.Key));
                       Node childNode = new Node() {Key = totalNodes, Nodes = new List<Node>(), ParentNode = t.RootNode};
                       rootNode.Nodes.Add(childNode);
                       newRootNodes.Add(childNode);
                   }
                   Console.Write("     ");
               }
               Console.WriteLine();
               rootNodes = newRootNodes;
           }

           return t;
       }

此方法应该打印一棵树，但在某些情况下节点为空:

 static void PrintTreeParallel(Node rootNode)
       {
           List<Node> rootNodes = new List<Node>();
           List<Node> newRootNodes = new List<Node>();

           rootNodes.Add(rootNode);
           Console.WriteLine(rootNode.Key);

           while (rootNodes.Count > 0)
           {
               newRootNodes = new List<Node>();
               Parallel.ForEach(rootNodes, node =>
                                               {
                                                   if (node != null)
                                                   {

                                                       Console.Write(string.Format(" {0} ", node.Key));
                                                       if (node.Nodes != null)
                                                           Parallel.ForEach(node.Nodes,
                                                                            newRoot => { newRootNodes.Add(newRoot); });

                                                   }
                                                   else
                                                   {
                                                       //HOW CAN WE GET HERE?????
                                                       Debugger.Break();
                                                       Console.WriteLine(rootNodes.Count);
                                                   }
                                               });

               Console.WriteLine();
               rootNodes = newRootNodes;
           }
       }

执行:

 static void Main(string[] args)
        {

            var t = GenerateTree();
            Console.WriteLine("Tree generated");



            PrintTreeParallel(t.RootNode);
            Console.WriteLine("Tree printed paral");


            Console.ReadLine();
        }

问题:

这里出了什么问题？为什么节点在某些情况下为空？而且只有当有很多生成的节点时才会发生。例如，如果只有 10 个节点，则一切正常。

Answer 1

问题是你有这段代码:

Parallel.ForEach(node.Nodes, newRoot => { newRootNodes.Add(newRoot); });

这允许多个线程将项目添加到 newRootNodes同时列出。正如评论者指出的那样，List<T>不是线程安全的。可能发生的是一个线程的 Add被另一个线程对 Add 的调用中断，这会导致列表中的内部索引增加。剩下一个 null列表项之一的值。

然后，在循环的后面你有:

rootNodes = newRootNodes; 

这会将损坏的列表作为将要迭代的列表。