如何以线程安全的方式从另一个线程检查一个线程的状态？

Question

背景：

在调试一个应用程序时，我遇到了这个函数

boolean IsThreadGood(Thread t)
{
    return t.IsAlive && t.ThreadState == ThreadState.Running || t.ThreadState == ThreadState.WaitSleepJoin;
}

我认为这是一个bug，因为return语句中的逻辑比较不是原子操作，所以我认为线程t在表达式执行时可能会改变状态。为了检查这个想法，我将代码更改为以下代码，以便我可以设置断点：

bool IsThreadGood(Thread t)
{
    if (t.IsAlive)
    {
        if (t.ThreadState == ThreadState.Running)
        {
            return true;
        }
        if (t.ThreadState == ThreadState.WaitSleepJoin)
        {
           return true;
        }
    }
    return false;
}

我在内部if语句上放置了断点，很快就发现了我怀疑的问题。当代码到达第一个断点时，线程t的线程状态为WaitSleepJoin，当我跨越代码到下一个if语句时，线程t已经切换了状态，并且具有Running的线程状态，因此未通过两个测试并从方法返回false，而它应该返回true。

我的问题：

如何以线程安全的方式从另一个线程检查线程的状态？

我的想法和我所研究的内容：

1. 如果我可以使语句原子化，那么它将起作用。我谷歌了一些关于“如何在c#中使语句原子化”的东西，得到了许多涉及锁定的结果 - 这不是我想要的，因为据我所知，锁定不能使代码原子化。

2. 如果我可以从执行该方法的线程中暂停Thread t，那么我就可以安全地检查它的状态。我在这里找到的是已过时的函数Suspend和Resume。Microsoft强烈建议不使用这些函数。

3. 以某种方式更改Thread t以实现同步。这不是一个选项。该代码是可重复使用的代码，已被不同的客户以不同的方式重用，而Thread t是客户端代码。更改所有客户端将是不可能的。

我不是多线程专家，因此如果我的假设不正确或我的多线程理解不正确，请随时指出。

- astidham2003

---

如果在检查“好”的所有点上线程都是“好的”，则当前函数返回true。我不确定是否有意义找到原子解决方案，因为线程可能在函数返回true后立即变得不好。假定这段代码是为一个场景而设计的，在这个场景中，已知线程不会经常从好变成不好。 - Eric J.

var state = t.ThreadState; return state == ThreadState.Running || state == ThreadState.WaitSleepJoin; - Blorgbeard

@Eric J 这个方法用于从队列中移除未运行的线程。如果该方法在队列中留下了一个未运行的线程，那么这是可以接受的，因为下次运行该方法时它将被移除。但是，尝试移除仍在运行的线程会导致问题。 - astidham2003

那么当前的代码应该是没问题的。它必须通过所有的“好”的检查才能被认为是“好”的。如果它未能通过任何一个检查，它将无法运行并且不能自动返回到运行状态。 - Eric J.

附注：实现一个正常工作的线程池很难。您可能需要考虑依靠框架提供的工具 - 即使用async/await的任务可能更合适。 - Alexei Levenkov

Answer 1

我非常确定一个状态为Running或WaitSleepJoin的线程不能是非活动的。因此，您只需获取线程状态（这是一个原子操作），然后检查其是否等于这两个值：

boolean IsThreadGood(Thread t)
{
    ThreadState state = t.ThreadState;
    return state == ThreadState.Running || state == ThreadState.WaitSleepJoin;
}

请注意，文档明确指出，您应仅在调试方案中使用线程状态，而不是用于同步：

线程状态仅在调试方案中才有意义。您的代码永远不应使用线程状态来同步线程的活动。

由于您对原子操作感兴趣，我怀疑您并非出于调试目的（否则您不需要关心它是否超级精确）。因此，您应该考虑以不同的方式解决实际问题。

- poke

---

请注意，将线程分配给您的本地变量“state”后，其真实状态可能会发生更改。 IsThreadGood方法调用不是原子的，无法在返回语句处指示线程的真实状态。但是，基于OP对问题评论中代码使用方式的描述，这应该并不重要。 - Eric J.

Answer 2

这永远不可能实现。线程可能处于最后一条指令，而您的检查会错过接近和保证的退出。线程必须与您合作。您需要在更高级别上进行同步。我无法建议如何操作，因为我不知道应用程序的工作方式。请提出一个带有详细信息和代码的新问题。

请注意，t.IsAlive && t.ThreadState == ThreadState.Running || t.ThreadState == ThreadState.WaitSleepJoin 错过了 || 操作符周围的括号。尽管这段代码必须被丢弃，但这并不重要。

state == ThreadState.WaitSleepJoin 的目的是什么？此状态可能会发生错误，因为许多库可能进入该状态。这一切似乎都是虚假的。

作为解决方法，您可以实现一个看门狗线程：

while (true)
 DetectExit();
 Sleep(100);

- usr

Answer 3

Thread.Join(int millisecondsTimeout)方法可用于安全地测试线程是否已完成。当线程不再活动时，它返回true。

 // 0 == don't wait.
 if (thread.Join(0))
 {
    // remove thread from the list
 }

出于明显的原因，它应该从另一个线程中调用。

- alexm

---

这并没有解决问题。他已经能够检测到一个已经结束的线程了。 - usr

他已经可靠地检测到线程退出，尽可能可靠。问题在于线程可以在检查后立即退出。只有在检测到退出时，检查才有意义。 - usr

@usr的IsThreadGood()函数可能会在线程状态从WaitSleepJoin切换到Running时错误地返回false。 - alexm

我明白了。好的，让我们等待OP的回复，看看他实际上遇到了什么问题。也许这就是他正在寻找的答案。如果是这样，那么这是一个很好的答案。 - usr