c# - BitArray 线程安全

Question

我正在寻找有关并发写入 System.Collections.BitArray 类的线程安全性的信息。

具体来说，请考虑以下人为设计的示例:

BitArray bits = new BitArray(1000000);

Parallel.For(0, bits.Count, i =>
{
    bits[i] = i % 3 == 0;
});

直觉告诉我，如果两个线程试图写入位数组的相同基础整数值，并发解锁访问将产生不正确的结果，但我找不到任何证据支持它，并且我在运行期间没有遇到任何问题。

这是一个安全的操作吗？

如果不是，为什么我看不到此代码失败或产生不正确的输出？

更新

经过进一步测试，我认为下面的测试证明在这个例子中使用BitArray是不是线程安全的。

另一方面，使用 bool[] 似乎是安全的。

private static bool CompareBitArrays(BitArray a, BitArray b)
{
    if (a.Count != b.Count) return false;
    for (int i = 0; i < a.Count; i++)
    {
        if (a[i] != b[i]) return false;
    }
    return true;
}

static void Main(string[] args)
{
    int numElements = 1000000;

    //create single-threaded bitarray with certifiably correct values.
    BitArray controlGroup = new BitArray(numElements);
    for (int i = 0; i < numElements; i++)
    {
        controlGroup[i] = i % 3 == 0;
    }

    //create a BitArray and bool array of equal size and fill them using Parallel.For.
    BitArray bits = new BitArray(numElements);
    bool[] bools = new bool[numElements];

    Parallel.For(0, numElements, i =>
    {
        bits[i] = bools[i] = i % 3 == 0;
    });

    //Create a BitArray from the bool array
    BitArray boolBits = new BitArray(bools);

    //Check if they contain correct values
    bool isBitArrayCorrect = CompareBitArrays(controlGroup, bits); //FALSE
    bool isBoolArrayCorrect = CompareBitArrays(controlGroup, boolBits); //TRUE
}

正如我提到的，我怀疑原因是 BitArray 中的 32 个值共享数组的相同整数值。

这个逻辑正确吗？

为了提问，请假设除了代码中显示的线程之外，没有其他线程正在访问该集合。

Answer 1

查看 BitArray.Set 方法代码:

public void Set(int index, bool value)
{
    if (index < 0 || index >= this.Length)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException("index", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_Index"));
    }
    if (value)
    {
        this.m_array[index / 32] |= 1 << index % 32;
    }
    else
    {
        this.m_array[index / 32] &= ~(1 << index % 32);
    }
    this._version++; // this is definitely thread-unsafe
}

就您通过索引访问集合成员而不枚举它而言，我在那里看到的唯一线程不安全代码行是最后一行 this._version++;。

但它就在那里，所以，你可以认为这段代码是线程不安全的。