logo标签列表

List.Add() 线程安全性

c#asp.net
109

我知道一般来说，List 不是线程安全的，但如果线程从未执行其他操作（比如遍历），那么仅向 List 中添加项目会有问题吗？

例子：

List<object> list = new List<object>();
Parallel.ForEach(transactions, tran =>
{
    list.Add(new object());
});
4
这是“List<T> 线程安全性”问题的完全重复。 - JK.
2
我曾经使用过List<T>来添加多个并行任务中的新对象。有时候，非常罕见的情况下，在所有任务完成后遍历列表时，会出现一个记录为空的情况。如果没有额外的线程参与，这几乎是不可能发生的。我猜想，在列表在内部重新分配其元素以扩展时，某个线程通过尝试添加另一个对象而将其搞乱了。因此，这样做并不是一个好主意！ - osmiumbin
目前我正在看到的情况与@osmiumbin相同，即在从多个线程简单添加时，一个对象不可思议地为空。感谢确认。 - Blackey
这个回答解决了你的问题吗？线程安全的List<T>属性 - Michael Freidgeim
9个回答
81
在幕后，许多事情都在发生，包括重新分配缓冲区和复制元素。那段代码会造成危险。简单来说，当向列表添加元素时，没有原子操作，至少需要更新Length属性，并将项目放在正确的位置，（如果有单独的变量）需要更新索引。多个线程可能会相互干扰。如果需要扩展，则会有更多的操作。如果有东西正在写入列表，其他任何东西都不应该读取或写入它。
在.NET 4.0中，我们有并发集合，它们非常方便地支持多线程，并且不需要锁。
这非常有道理，我一定会查看新的并发集合。谢谢。 - e36M3
18
请注意，.NET Framework 中没有内置的“ConcurrentList”类型。虽然有并发的 bags、dictionaries、stacks、queues 等等，但是没有 lists。要实现并发列表需要自己编写代码。 - LukeH
16

你目前的方法不是线程安全的 - 我建议完全避免使用这种方法 - 因为你基本上进行了数据转换，PLINQ可能是更好的方法（我知道这只是一个简化的例子，但最终你会将每个事务投影到另一个“状态”对象中）。

List<object> list = transactions.AsParallel()
                                .Select( tran => new object())
                                .ToList();
我提供了一个过于简化的例子来强调我感兴趣的List.Add方面。实际上，我的Parallel.Foreach将会完成大量工作，并不是简单的数据转换。谢谢。 - e36M3
4
如果不必要地使用并发集合，可能会影响您的并行性能。另一种方法是使用固定大小的数组，并使用Parallel.ForEach重载，该重载接受索引 - 在这种情况下，每个线程都在操作不同的数组条目，因此您可以放心使用。 - BrokenGlass
10

我使用 ConcurrentBag<T> 替代了 List<T>，这样解决了我的问题：

ConcurrentBag<object> list = new ConcurrentBag<object>();
Parallel.ForEach(transactions, tran =>
{
    list.Add(new object());
});
请注意，ConcurrentBag不遵守List的顺序。 - Mario Codes
7
如果您想从多个线程使用List.add并且不关心排序，那么您可能根本不需要List的索引功能，而应该使用一些可用的并发集合。
如果您忽略这个建议，只使用add，您可以使add线程安全，但顺序是不可预测的，如下所示：
private Object someListLock = new Object(); // only once

...

lock (someListLock)
{
    someList.Add(item);
}

如果您接受这种不可预测的排序，那么很可能您不需要一个可以进行索引的集合，例如someList[i]。
6

这不是一个不合理的要求。有些情况下，某些方法与其他方法组合使用可能会导致线程安全问题，但如果它们是唯一被调用的方法，则是安全的。

然而，当您考虑在反射器中显示的代码时，这显然不是这种情况：

public void Add(T item)
{
    if (this._size == this._items.Length)
    {
        this.EnsureCapacity(this._size + 1);
    }
    this._items[this._size++] = item;
    this._version++;
}

即使 EnsureCapacity 本身是线程安全的（实际上它并不是），上述代码显然不会是线程安全的，因为同时调用增量运算符可能导致错误写入。您可以锁定、使用 ConcurrentList，或者使用无锁队列作为多个线程写入的位置，并在完成工作后从中读取 - 直接或通过填充列表 - （我假设多个同时写入后由单个线程读取是您的模式，根据您的问题判断，否则我无法看到仅调用 Add 方法的条件有任何用处）。
5
这会引起问题，因为List是建立在数组之上的，而且不是线程安全的，你可能会得到索引超出范围异常或某些值覆盖其他值，取决于线程所在的位置。基本上，不要这样做。
存在多个潜在的问题……不要这样做。如果需要线程安全的集合，请使用锁或System.Collections.Concurrent集合之一。
3

如果线程从未对列表执行其他操作，仅将项添加到列表中是否有任何问题？

简短回答：是的。

详细回答：运行以下程序。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Threading;

class Program
{
    readonly List<int> l = new List<int>();
    const int amount = 1000;
    int toFinish = amount;
    readonly AutoResetEvent are = new AutoResetEvent(false);

    static void Main()
    {
        new Program().Run();
    }

    void Run()
    {
        for (int i = 0; i < amount; i++)
            new Thread(AddTol).Start(i);

        are.WaitOne();

        if (l.Count != amount ||
            l.Distinct().Count() != amount ||
            l.Min() < 0 ||
            l.Max() >= amount)
            throw new Exception("omg corrupted data");

        Console.WriteLine("All good");
        Console.ReadKey();
    }

    void AddTol(object o)
    {
        // uncomment to fix
        // lock (l) 
        l.Add((int)o);

        int i = Interlocked.Decrement(ref toFinish);

        if (i == 0)
            are.Set();
    }
}
@royi 你是在单核机器上运行吗？ - Bas Smit
嗨，我认为这个例子存在问题，因为它在找到数字1000时就设置了AutoResetEvent。由于它可以随时处理这些线程，所以它可能会在处理999之前就达到1000。如果在AddTol方法中添加Console.WriteLine，则会发现编号不是按顺序的。 - Dave Walker
@dave，当i == 0时设置事件。 - Bas Smit
2

正如其他人所说，您可以使用System.Collections.Concurrent命名空间中的并发集合。如果您可以使用其中之一，则应首选。

但是，如果您真的想要一个仅同步的列表，您可以查看System.Collections.Generic中的SynchronizedCollection<T>类。

请注意，您必须包含System.ServiceModel程序集，这也是我不太喜欢它的原因。但有时我会使用它。

0
网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的
可以查看英文原文，
原文链接