Lambda表达式、捕获变量和线程处理

Question

我知道.NET Lambda表达式可以捕获外部变量。 不过，我经常看到变量作为参数明确传递给Lambda表达式，并且.NET库似乎也支持这种方式（例如ThreadPool.QueueUserWorkItem）。

我的问题是这些捕获的限制是什么？那么对于实际上在不同线程上执行的lambda（例如ThreadPool.QueueUserWorkItem或Thread），或者充当回调的lambda（即稍后调用的lambda），应该怎么办？

通常情况下，我应该依赖于捕获的变量，何时使用显式参数？例如：

public void DoStuff()
{
     string message = GetMessage();

     ThreadPool.QueueUserWorkItem(s => SendMessage(message)); // use captured variable
     // -- OR --
     ThreadPool.QueueUserWorkItem(s =>
          {
               string msg = (string)s;
               SendMessage(msg);
          }, message); // use explicit parameter
}

谢谢！

更新：修复了第二个ThreadPool.QueueUserWorkItem示例的问题。

- ShdNx

Answer 1

我认为在你的第一个例子中，你的意思是：

QueueUserWorkItem( () => SendMessage(message) );

在您的第二个项目中，参数s来自哪里？我想您的意思是

QueueUserWorkItem( s => {SendMessage((string)s);} , message );

现在，这两者是等效的，但是：

• 在第一种情况下：参数message从此DoStuff方法的范围中复制，并直接存储在您的lambda表达式本身中作为闭包。 Lambda保留了message的副本。

• 在第二种情况下：message被发送到Queue，队列将其保存（以及lambda），直到调用lambda。它将在运行lambda时传递给lambda。

我认为第二种情况在程序上更灵活，因为它理论上可以允许您在调用lambda之前稍后更改message参数的值。然而，第一种方法更容易阅读，并且更具有抵御副作用的能力。但实际上，两者都可以。

- Sanjay Manohar

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你说得对，我在示例的第二部分中漏掉了参数。所以我理解，在实践中使用哪个并不重要，但是你建议我使用捕获变量，因为它更简单（和可读性更好）。非常感谢您详细的回答！ - ShdNx

Answer 2

对于您的示例（指不可变字符串对象的引用），这完全没有影响。

一般来说，复制引用并不会有太大的影响。但在处理值类型时确实很重要：

 double value = 0.1;

 ThreadPool.QueueUserWorkItem( () => value = Process(value)); // use captured variable

 // -- OR --

 ThreadPool.QueueUserWorkItem( () =>
      {
           double val = value;      // use explicit parameter
           val = Process(val);      // value is not changed
      }); 

 // -- OR --

 ThreadPool.QueueUserWorkItem( (v) =>
      {
           double val = (double)v;  // explicit var for casting
           val = Process(val);      // value is not changed
      }, value); 

第一个版本不是线程安全的，第二个和第三个版本可能是线程安全的。

最后一个版本使用了“对象状态”参数，这是Fx2（Linq之前）的功能。

- H H

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我必须承认，我觉得你的示例代码很令人困惑。在第一部分中，你使用了参数，但是你没有将它传递给lambda函数。但是根据我的理解，这并不是使用捕获变量（captured variable），因为那意味着直接使用value变量的值。你的第二个示例指出了不可变类型的行为，这没问题，但它并没有帮助我理解其中的区别。你能否更新你的答案以澄清这一点？ - ShdNx

谢谢，现在很清楚了。唯一的问题是您应该更新代码中的注释。 因为提到了线程安全性（尽管仅适用于不可变类型），所以加1分，但我选择接受Sanjay Manohar的答案，因为它更快、更清晰、更详细。也谢谢您的帮助！ - ShdNx

Answer 3

1. 如果您希望匿名函数引用相同的状态，请从常规上下文中捕获标识符。
2. 如果您想要无状态的Lambda表达式（在并发应用中我建议使用），请使用本地副本。

- Paul Michalik