Các vấn đề về hàng đợi .NET đa luồng

Question

Tôi gặp lỗi nghiêm trọng trong mã của mình. Nó cực kỳ hiếm (xảy ra một vài tuần một lần), nhưng nó ở đó và tôi không chắc tại sao.

Chúng tôi có 2 đề chạy, 1 thread được thông điệp mạng và thêm chúng vào một Queue như thế này:

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

chủ đề Một mất thông điệp tắt hàng đợi này và xử lý chúng, như thế này:

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

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

Tuy nhiên một lần như vậy thường tôi nhận được một NullReferenceException trên dòng switch (message.messageType) và tôi có thể nhìn thấy trong trình gỡ lỗi thông báo là null.

Không thể đặt giá trị rỗng vào hàng đợi (xem bit đầu tiên của mã) và đây là 2 thứ duy nhất sử dụng hàng đợi.

Hàng đợi không an toàn theo chủ đề, có thể là tôi đang giảm tốc tại thời điểm chính xác mà luồng khác đang đẩy và điều này gây ra trục trặc?

Answer 1

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

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

... và khi bạn nhận được rằng bối cảnh chuyển đổi trong vị trí đó, kết quả của biểu thức đầu tiên (NetworkingClient.DataMessages.Count > 0) là đúng cho cả hai chủ đề, và một trong đó có được để hoạt động Dequeue() đầu tiên có được là đối tượng và chuỗi thứ hai nhận được một null (thay vì InvalidOperationException vì trạng thái bên trong của Queue không được cập nhật đầy đủ để ném ngoại lệ đúng).

Bây giờ bạn có hai lựa chọn:

1. Sử dụng .NET 4,0 ConcurrentQueue

2. Refactor mã của bạn:

và làm cho nó trông bằng cách nào đó như thế này:

while(true) 
{ 
    DataMessage message = null; 

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

Chỉnh sửa: cập nhật để phản ánh bình luận của Heandel.

Answer 2

là Queue không thread-safe, có thể đó là rằng tôi dequeuing tại thời điểm chính xác rằng các chủ đề khác được enqueuing và điều này gây ra trục trặc?

Chính xác. Queue không an toàn chỉ. Hàng đợi an toàn theo luồng là System.Collections.Concurrent.ConcurrentQueue. Sử dụng nó thay vào đó để khắc phục sự cố của bạn.

Answer 3

Trong trường hợp bạn quan tâm đến lý do chính xác:

Enqueue trông như thế này:

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

Và Dequeue như thế này:

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

Cuộc đua diễn ra như sau:

• Có 1 phần tử trong hàng đợi (đầu == đuôi) sao cho chuỗi người đọc của bạn bắt đầu khử nhưng bị gián đoạn sau dòng đầu tiên trong Dequeue
• Sau đó, một phần tử khác được đặt vào vị trí tail bằng head tại thời điểm này .
• Bây giờ Dequeue sơ yếu lý lịch và ghi đè các yếu tố được chỉ chèn vào bởi Enqueue với default(T)
• Lần sau khi bạn gọi dequeue bạn sẽ có được mặc định (T) (trong trường hợp rỗng của bạn) thay vì giá trị thực tế