Monitor.Pulse 和 Monitor.Wait 之间的竞争条件？

Question

这是说明问题的最小代码：

StringBuilder input = new StringBuilder();

void ToUpper()
{
    lock (input)
    {
        while (true)
        {
            Monitor.Wait(input);

            Console.WriteLine(input.ToString().ToUpper());
        }
    }
}

public void Run()
{
    new Thread(ToUpper) { IsBackground = true }.Start();

    // "Avoid" the initial race
    Thread.Sleep(100);

    while (true) 
    {
        lock (input)
        {
            input.Clear();
            input.Append(Console.ReadLine());
            Monitor.Pulse(input);
        }
        // Thread.Sleep(1);
    }
}

忽略众所周知的初始竞争条件，我对 Pulse 和 Wait 的行为感到惊讶。

这是我的预期：

• “ToUpper”线程调用Wait =>它被推入监视器的等待队列
• 主线程调用Pulse =>“ToUpper”线程从等待队列“移动”到就绪队列以立即获取锁
• 主线程在退出lock语句作用域时退出监视器
• “ToUpper”线程获取锁并处理输入，而主线程再次注册锁的所有权

但是有一次“ToUpper”线程不处理输入，而是主线程立即执行处理。

以下是我的假设：

• Pulse 不会立即“移动”“ToUpper”线程，因此就绪队列保持为空
• 主线程释放锁，循环，再次需要锁
• 因为就绪队列中没有其他人获得所有权
• 有时会执行提升“ToUpper”线程的请求，并最终将其推送到就绪队列中
• 主线程Pulse第二次白白释放了锁
• 它循环，尝试重新获取锁，但“ToUpper”线程已经存在
• 这次“ToUpper”线程获取锁并处理输入
• 一旦完成，它就会再次休眠等待下一个信号
• 主线程获取锁

为了检查这个假设，我通过添加Thread.Sleep(1) => 强制主线程不那么急切并让其他线程工作，在这种情况下，一切都“按预期工作”。

所以这一切都归结为Pulse 的行为，它可能不会立即将线程从等待队列推送到就绪队列。

问题真的来自这场可能的比赛，还是我遗漏了另一个微妙之处？

Answer 1

您关于添加Thread.Sleep(1) 的评论确实是答案。 Pulse 方法不保证等待对象的任何东西——它只是被释放到ready queue，它作为一个普通线程从那里继续。对Pulse 的调用没有任何痕迹。因此，在您调用Pulse 之后，应用程序的行为就像普通的双线程应用程序一样，并且就绪队列中有两个线程——ToUpper 线程和Run 线程。所以如果没有Thread.Sleep(1)，Run 线程可能会首先获得锁（没有它我猜也有可能，只是不太可能）。

我提供的第二个链接的另一个重要评论：

Monitor.Pulse 的一个重要特性是它异步执行，这意味着它本身不会以任何方式阻塞或暂停。

对于这种情况，AutoResetEvent 类似乎更合适。此外，在second link 中，您可以找到具有Wait 和Pulse 的生产者-消费者场景示例。