.NET如何處理IOCP線程安全？

Question

我正在玩SocketAsyncEventArgs和IO完成端口。 我一直在尋找，但我似乎無法找到.NET如何處理競爭條件。

需要澄清這個堆棧溢出問題： https://stackoverflow.com/a/28690948/855421

作爲一個側面說明，不要忘記，你的要求可能已同步完成。也許你正在一個while循環中讀取TCP數據流，一次讀取512個字節。 如果套接字緩衝區中有足夠的數據，則可以立即返回多個ReadAsyncs，而不進行任何線程切換。[重點礦山]

爲了簡單起見。假設一個客戶端是一臺服務器。服務器正在使用IOCP。如果客戶端是一個快速寫入器，但服務器是一個慢速讀取器，IOCP是否意味着內核/底層進程可以發信號通知多個線程？

1 So, socket reads 512 bytes, kernel signals a IOCP thread 
2 Server processes new bytes 
3 socket receives another X bytes but server is still processing previous buffer

內核是否啓動了另一個線程？ SocketAsyncEventArgs有一個Buffer，其定義如下：「獲取數據緩衝區以便與異步套接字方法一起使用。」因此，如果我理解正確，緩衝區在SocketAsyncEventArgs的生存期內不應改變。

什麼阻止SocketAsyncEventArgs.Buffer被IOCP線程2破壞？

還是.NET框架同步IOCP線程？如果是這樣，那麼如果IOCP線程1阻塞先前的讀取，那麼旋轉一個新線程有什麼意義呢？

Answer 1

我一直在尋找，但我似乎無法找到.NET如何處理競爭條件。

大部分情況並非如此。這取決於你。但是，從你的問題來看，你確實存在競爭狀況問題並不清楚。

你問這個文本，在the other answer：

如果套接字緩衝區中有足夠的數據，多個ReadAsyncs可以立即返回，而不在所有

首先做任何線程切換，要清楚：方法的名稱是ReceiveAsync()，而不是ReadAsync()。其他類，如StreamReader和NetworkStream有ReadAsync()方法，這些方法與你的問題有關很少。現在，這澄清＆hellip;

該報價是關於與相對的競賽狀況。該文本的作者警告您，如果您恰好在已準備好讀取數據的套接字上調用ReceiveAsync()，數據將被同步讀取，並且SocketAsyncEventArgs.Completed事件將在以後生成而不是。線程的責任是調用ReceiveAsync()來處理讀取的數據。

所有這些都會發生在單個線程中。在這種情況下不會有任何競爭條件。

現在，讓我們考慮一下你的「快速作家，慢讀者」場景。可能發生的最糟糕的情況是，第一次讀取可能發生在任何線程中，但不會立即完成，但是當事件發生時，作者已經超過了讀者的速度。在這種情況下，由於處理Completed事件的部分可能會再次調用ReceiveAsync()，現在它將同步返回，因此IOCP線程池線程將在對ReceiveAsync()的調用中循環。不需要新線程，因爲當前IOCP線程正在同步完成所有工作。但它確實阻止該線程處理其他 IOCP事件。

所有這一切將不過是說，如果你有一些其他插座的服務器處理，並且還需要調用ReceiveAsync()，框架必須確保有一個在IOCP線程池可用於處理其他線程I/O。但是，這是一個完全不同的套接字，無論如何你都必須使用完全不同的緩衝區。

再次，沒有競爭條件。

現在，所有的說，如果你想獲得真正混淆，它是可以使用異步I/O的.NET Socket API中（無論是與BeginReceive()或ReceiveAsync()甚至包裝插座在一個NetworkStream和使用ReadAsync()）以這樣的方式，你做有一個特定的套接字競爭條件。

我毫不猶豫地提到它，因爲沒有證據表明你的問題與你有關，也沒有你真的對這個級別的細節感興趣。添加這個解釋可能會混淆事物。但是，爲了完整性＆hellip;

在任何給定的時間都可以在套接字上發出多個讀操作。這與雙緩衝或三緩衝視頻顯示有些類似（如果您熟悉該概念）。這個想法是，當新數據進來時你可能仍然在處理讀操作，並且在完成處理當前讀操作之前，已經有一個新的讀操作正在處理該數據，這將是更高效的。

這聽起來不錯，但由於方式的Windows調度線程的實踐，特別是不保證線程調度的一個特定的順序，如果你試圖實現你的代碼，這樣，您所創建的可能性您代碼將看到讀取操作不按順序完成。也就是說，如果您連續兩次調用ReceiveAsync()兩次（當然有兩個不同的SocketAsyncEventArgs對象和兩個不同的緩衝區），則可能會先使用第二個緩衝區調用您的Completed事件處理程序。

這不是因爲讀取操作本身完成不按順序。他們不。因此重點在上面的「你的」。問題在於，當處理IO完成的IOCP線程以正確的順序運行時（因爲緩衝區按照您通過多次調用ReceiveAsync()而提供的順序填充），第二個IOCP線程可以運行成爲可運行的第一個線程實際上預定由Windows運行。

這不難處理。您只需確保在發出讀取操作時跟蹤緩衝區序列，以便稍後以正確的順序重新組合緩衝區。所有可用的異步選項都提供了一種機制，讓您可以包含其他用戶狀態數據（例如SocketAsyncEventArgs.UserToken），因此您可以使用它來跟蹤緩衝區的順序。

再次，這並不常見。對於大多數情況下，完全有序的實現，在完成當前讀取操作後，只發出新的讀取操作，就足夠了。如果您擔心讓多緩衝區讀取實現正確無誤，請不要打擾。堅持簡單的方法。