如何使非线程安全的 3rd 方库实际上是线程安全的？答案

【问题标题】：How to make a non-thread-safe 3rd party library actually thread-safe?如何使非线程安全的 3rd 方库实际上是线程安全的？
【发布时间】：2014-08-10 00:11:46
【问题描述】：

我有一个提供课程的第 3 方库。他们的文件说：

线程安全

这种类型的公共静态（在 Visual Basic 中为共享）成员对于多线程操作是安全的。不保证实例成员是线程安全的。

我做了一些测试，我创建了 100 个线程。如果我将同一个对象传递给所有 100 个线程，确实存在线程安全问题，但如果每个线程创建自己的类实例，这些问题似乎就会消失。

我在这里使用 .NET 4.0。在我的应用程序中，有多个线程想要使用这个类，但我不想创建和销毁不必要的对象（它们应该在应用程序的生命周期内存在），所以我希望每个线程一个。这是对ThreadLocal<T> 类的适当使用吗？如果不是，处理这个问题的标准方法是什么？

编辑：

有关第 3 方课程的更多信息。它是一个通信库，并打开到另一个进程的通信链接，无论是在这台计算机上还是在另一台计算机上。通信链路的另一端被设计为接受并发连接。因此，我不需要使用locks 来同步我端的方法调用。但是，每个实例都不是线程安全的。

【问题讨论】：

标签： c# .net thread-safety

【解决方案1】：

假设您完全不需要对象之间的交互，ThreadLocal<T> 是一个很好的选择。如果在一个线程中进行的修改意味着要在另一个线程中看到，这显然是行不通的，只是安全。

是的，它会为每个线程创建一个对象 - 但除非创建对象真的很昂贵，否则您可能会拥有数百个实例，在大多数情况下这绝对没问题.

一个典型的例子是System.Random：

您不希望临时创建实例，因为如果您不小心，最终会使用相同的种子创建多个实例
这绝对是不是线程安全的。

所以你可以这样做：

public static class RandomProvider
{
    private static readonly Random seedProvider = new Random();

    private static readonly ThreadLocal<Random> threadLocal =
        new ThreadLocal<Random>(InitializeNewRandom);

    public static Random GetRandomForThread()
    {
        return threadLocal.Value;
    }

    private static Random InitializeNewRandom()
    {
        lock(seedProvider)
        {
            return new Random(seedProvider.Next(int.MaxValue));
        }
    }
}

另一种方法是编写一个线程安全的代理类，该类对每个操作都使用锁定 - 但如果您有多个希望“原子”执行的操作（即不交错其他调用），这仍然存在问题。

【讨论】：

该类是一个通信客户端，连接到PC或另一台PC上的不同进程。另一端可以处理并发连接。我的应用程序中的各个实例应该不进行交互（至少不在我的应用程序中）。
@ScottWhitlock：对。在这种情况下，它确实听起来很合适。为了测试，您可能需要引入中介（例如ClientProvider），请注意...
是的，它已经在一个包装类中，我正在这样做，创建一个ClientProvider，它的唯一工作是返回客户端类的一个实例。该提供商将使用ThreadLocal<T>。谢谢！

【解决方案2】：

我认为在此类之上制作一个包装器，它可以使用 Monitors（lock 关键字）或其他线程阻塞同步结构来阻塞所有操作，这会有所帮助。

但它不能保证不存在可能的死锁和竞争条件。如果不完全重写原始类及其使用者，您可能仍然会遇到问题。

您不能在后处理中使不安全的事物安全，而使不安全的事物安全。必须首先考虑这些品质，这甚至不是您的图书馆。

【讨论】：