多線程修改集合

Question

我想了解有關學校任務的線程，我試圖讓兩個線程清空集合。到目前爲止，我提出的代碼引發了一個異常，表示該集合已被修改。

首先，我在鎖定的代碼部分有一個while循環，但是（當然;-)）只有一個線程清空集合。

我的問題是，我怎麼能有一個循環，其中的線程輪流清空收集？

class Program 
{ 
    private static List<int> containers = new List<int>(); 

    static void Main(string[] args) 
    { 
     for (int i = 0; i < 100; i++) 
     { 
      containers.Add(i); 
     } 

     Thread t1 = new Thread(() => { foreach (int container in containers) { GeefContainer(); } }); 
     t1.Name = "Kraan 1"; 
     t1.Start(); 

     Thread t2 = new Thread(() => { foreach (int container in containers) { GeefContainer(); } }); 
     t2.Name = "Kraan 2"; 
     t2.Start(); 

     Console.Write("Press any key to continue..."); 
     Console.Read(); 
    } 

    static void GeefContainer() 
    { 
     lock (containers) 
     { 
      int containerNummer = containers.Count - 1; 

      //Container container = containers[containerNummer]; 

      //Console.Write("Container {0} opgehaald... Overladen", containerNummer); 
      Console.WriteLine("Schip: Container {0} gegeven aan {1}", containerNummer, Thread.CurrentThread.Name); 

      //Gevaarlijk, want methode aanroepen kan klappen 
      containers.RemoveAt(containerNummer); 
     } 
    } 
} 

Answer 1

我認爲你不能使用在System.Collections.Concurrent命名空間中找到的任何ThreadSafe集合。

在檢查是否還有剩餘條目時，您需要獲得對容器集合的獨佔訪問權限。但是，您不希望1個線程在釋放鎖之前獨佔控制移除所有條目。 Monitor.Pulse可用於允許其他線程等待鎖定容器以「先行」。請嘗試以下實施GeefContainers的：

static void GeefContainer() 
{ 
    lock (containers) 
    { 
     while (containers.Any()) // using linq, similar to: while(container.Count > 0) 
     { 
      containers.RemoveAt(0); // remove the first element 

      // allow other threads to take control 
      Monitor.Pulse(containers); // http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.threading.monitor.pulse.aspx 
          // Wait for a pulse from the other thread 
          Monitor.Wait(container); 
     } 
    } 
} 

哦，從刪除您的循環邏輯：

Thread t2 = new Thread(() => { foreach (int container in containers) { GeefContainer(); } }); 

簡單地調用GeefContainer就足夠了。

這可以通過以下方式進行可視化：

• 線程1漲勢鎖定爲「收藏」
• 線程2，因爲它在等待排它鎖的「收藏」
• 線程被阻塞1從'集合'中刪除條目
• 線程1釋放鎖定'集合'並嘗試獲得新的獨佔鎖
• 線程2鎖定'集合'
• 線程2將刪除「集合」
• 線程2個版本的條目這是對「收藏」鎖，試圖獲得一個新的排它鎖
• 線程1漲勢鎖定爲「收藏」

等

Answer 2

如果您按如下方式修改您的主題，該怎麼辦？這樣，兩個線程都應該花一些時間對集合執行操作。

Thread t1 = new Thread(() => { 
     while (containers.Count > 0) 
     { 
      GeefContainer(); 
      Thread.Sleep(150); 
     }}); 
t1.Name = "Kraan 1"; 
t1.Start(); 

Thread t2 = new Thread(() => { 
     while (containers.Count > 0) 
     { 
      GeefContainer(); 
      Thread.Sleep(130); 
     }}); 
t2.Name = "Kraan 2"; 
t2.Start(); 

Answer 3

首先，如下更改thred定義：

new Thread(() => { while(containers.Count>0) { GeefContainer(); } }); 

然後，改寫GeefContainer（）如下，以避免例外：

static void GeefContainer() 
{ 
    lock (containers) 
    { 
     int containerNummer = containers.Count - 1; 

     if(containerNummer>=0) 
     { 
      //Container container = containers[containerNummer]; 

      //Console.Write("Container {0} opgehaald... Overladen", containerNummer); 
      Console.WriteLine("Schip: Container {0} gegeven aan {1}", containerNummer, Thread.CurrentThread.Name); 

      //Gevaarlijk, want methode aanroepen kan klappen 
      containers.RemoveAt(containerNummer); 
     } 
    } 
} 

Answer 4

您正在看到的異常正在被枚舉器拋出。在標準集合上的枚舉器進行檢查以確保集合在枚舉操作過程中未被修改（通過您的案例中的foreach）。

既然你想讓你的線程交替從集合中刪除，那麼你將需要某種允許線程互相發信號的機制。我們還必須小心，不要同時訪問多個館藏中的館藏。即使沒有同步，也沒有安全使用Count屬性。 Barrier類使信令非常容易。一個簡單的lock就足以實現同步。這是我如何做到這一點。

public class Program 
{ 
    public static void Main(string[] args) 
    { 
     var containers = new List<int>(); 

     for (int i = 0; i < 100; i++) 
     { 
      containers.Add(i); 
     } 

     var barrier = new Barrier(0); 

     var t1 = new Thread(() => GeefContainers(containers, barrier)); 
     t1.Name = "Thread 1"; 
     t1.Start(); 

     var t2 = new Thread(() => GeefContainers(containers, barrier)); 
     t2.Name = "Thread 2"; 
     t2.Start(); 

     Console.Write("Press any key to continue..."); 
     Console.Read(); 
    } 

    private static void GeefContainers(List<int> list, Barrier barrier) 
    { 
     barrier.AddParticipant(); 
     while (true) 
     { 
      lock (list) 
      { 
       if (list.Count > 0) 
       { 
        list.RemoveAt(0); 
        Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + ": Count = " + list.Count.ToString()); 
       } 
       else 
       { 
        break; 
       } 
      } 
      barrier.SignalAndWait(); 
     } 
     barrier.RemoveParticipant(); 
    } 

} 

Barrier這個類基本上導致這個事情一遍又一遍地發生。

|----|     |----|     |----| 
| T1 |-->|   |-->| T1 |-->|   |-->| T1 | 
|----| |   | |----| |   | |----| 
     |-->(B)-->|   |-->(B)-->|   
|----| |   | |----| |   | |----| 
| T2 |-->|   |-->| T2 |-->|   |-->| T2 | 
|----|     |----|     |----| 

在上圖中T1和T2分別表示上的螺紋1和2中的刪除操作。 (B)表示致電Barrier.SignalAndWait。