使GetEnumerator线程安全

Question

枚举器是如何工作的 - 我知道它们在幕后构建了一个状态机，但如果我两次调用GetEnumerator，我会得到两个不同的对象吗？

如果我做这样的事情

  public IEnumerator<T> GetEnumerator()
  {
     yield return 1;
     yield return 2;
  }

我能否在方法开始时获取锁，并且这个锁会一直保持到枚举器返回null或者枚举器被GC回收？

如果调用者重置了枚举器，会发生什么等问题 -

我的问题是，在处理枚举器时如何管理锁定的最佳方法

注意：客户端不能负责线程同步 - 类内部需要负责

最后，上面的示例是问题的简化 - yield语句做的比我展示的要多一些 :)

- Jack Kada

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可能是C#：如何使IEnumerable<T>线程安全？的重复问题。 - steve cook

Answer 1

是的，每次调用您的GetEnumerator()方法都会创建一个不同的对象（一个新的状态机）。

在迭代器块中，您可以获取锁，但要注意，在调用者第一次调用MoveNext()之前，您的方法中的任何代码都不会被调用。

一般而言，如果可能的话，我建议不要在迭代器块中保持锁定。您不知道调用者在调用MoveNext()之间会做什么。只要他们最终释放了迭代器，锁定最终就会被释放，但这仍然意味着您受到调用者的影响。

如果您能够提供更多关于您正在尝试做什么的信息，那将有所帮助。一种可能更容易正确实现的替代设计是：

public void DoSomething(Action<T> action)
{
    lock (...)
    {
        // Call action on each element in here
    }
}

- Jon Skeet

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我正在制作自己的数据结构，它需要是IEnumerable并且还需要是线程安全的。我已经保护了所有的读写操作，但是无法确定如何为枚举器进行线程锁定。 - Jack Kada

我能问一下吗 - 如果我在上面的方法入口处放置一个锁，并在所有yield return语句完成后释放锁定，那么锁定是否会在枚举期间保持？这可能就足够了。 - Jack Kada

@CycleMachine：首先，您需要定义“线程安全”的含义。例如，如果您的数据结构是不可变的，那么您就不需要任何锁定...但是，如果在迭代时隐式地锁定了所有内容，我会对这种设计持谨慎态度。 - Jon Skeet

Answer 2

正如John所说，很难给你一个好的答案。 显而易见的谷歌搜索链接是：http://www.codeproject.com/KB/cs/safe_enumerable.aspx

这背后的思想是在构造时锁定IEnumerable实例，这有很大的缺点。

接下来很明显的就是隔离，你可以创建一个结构的副本并迭代复制品。如果不加思考地实现，这会非常消耗内存，但如果你的数据集相对较小，则可能是值得的。

最好的方法是，如果你的数据是不可变的，那么你就自动具有线程安全性了，但如果你绑定到计数会发生更改的集合中，那么你就拥有了可变的数据结构。如果你能将你的数据结构重新设计为不可变的，那么问题便解决了。

由于长时间锁定数据并不是一个好主意，你可以实现一些策略来保证线程安全，当你利用确切的数据结构和用例时。例如，如果你很少更改数据并频繁枚举它，你可以实现一个乐观的枚举器，在枚举开始之前读取你的数据结构的写入计数器，并像往常一样产生结果。如果在读取期间发生了写入，你就可以抛出异常，以提示你的枚举器用户重试，直到他成功为止。虽然这种方法可行，但却将责任委派给了你的可枚举程序的调用者，要求他重试枚举，直到成功为止。

- Alois Kraus