使用 Task.WhenAll 时线程安全 [关闭]答案

【问题标题】：Thread safe when using Task.WhenAll [closed]使用 Task.WhenAll 时线程安全 [关闭]
【发布时间】：2020-01-23 10:41:09
【问题描述】：

public async Task<Informations> DoSthAsync
{
   var informations = new List<Informations>();
   await Task.WhenAll(FirstTask(informations), SecondTask(informations));

   return informations;
}

public async Task FirstTask(List<Informations> list)
{
   await Task.Run( () => //do sth with list);
}

public async Task SecondTask(List<Informations> list)
{ 
  await Task.Run( () => //do sth with list);
}

我想问一下，如果这段代码可能会导致问题，两个任务何时会使用同一个列表？

谢谢。

【问题讨论】：

如果任务开始后没有任何更改列表，则该列表是安全的。虽然从长远来看，您可能应该使用ImmutableList<>
这取决于用列表做某事
第一个和第二个任务如何使用List？是否会被修改，例如添加、替换或删除元素？
还有List 不是唯一的问题...。即使您只迭代列表但更改Informations item，代码将是“线程不安全”并且ConcurrentBag 将无济于事......所以对于更改集合 ConcurrentBag 是一种方式，但是对于修改项目，您需要在项目上 lock

标签： c# multithreading thread-safety

【解决方案1】：

如果“do sth with list”表示写入列表，那么这不是线程安全的，因为List<T> 不是线程安全的集合。来自the docs：

这种类型的公共静态（在 Visual Basic 中为共享）成员是线程安全的。不保证任何实例成员都是线程安全的。

在List<T> 上执行多个读取操作是安全的，但如果在读取集合时对其进行了修改，则可能会出现问题。为确保线程安全，请在读取或写入操作期间锁定集合。要使一个集合能够被多个线程访问以进行读写，您必须实现自己的同步。对于具有内置同步的集合，请参阅 System.Collections.Concurrent 命名空间中的类。有关固有的线程安全替代方案，请参阅 ImmutableList<T> 类。

如果您的任务只是从列表中读取，并且没有添加任何内容，那么您很好。

如果您的任务需要写入列表，那么最佳解决方案取决于您具体在做什么。如果您正在做大量 CPU 密集型工作，然后将结果添加到列表中，请考虑从 FirstTask 和 SecondTask 返回结果，然后从 DoSthAsync 内部将它们添加到列表中：

public async Task<List<Informations>> DoSthAsync()
{
    // Kick off both tasks
    var firstTask = FirstTask();
    var secondTask = SecondTask();
    await Task.WhenAll(firstTask, secondTask);
    var informations = firstTask.Result;
    informations.AddRange(secondTask.Result);
    return informations;
}

public Task<List<Informations>> FirstTask()
{
    return Task.Run(() => ...);
}

public Task<List<Informations>> SecondTask()
{
    return Task.Run(() => ...);
}

或者，您可以使用concurrent collections 之一来收集您的结果。如果结果的顺序不重要，请使用ConcurrentBag<T>：

public async Task<IReadOnlyCollection<Informations>> DoSthAsync
{
    var informations = new ConcurrentBag<Informations>();
    await Task.WhenAll(FirstTask(informations), SecondTask(informations));

    return informations;
}

public async Task FirstTask(ConcurrentBag<Informations> list)
{
    await Task.Run( () => //do sth with list);
}

public async Task SecondTask(ConcurrentBag<Informations> list)
{ 
    await Task.Run( () => //do sth with list);
}

【讨论】：

【解决方案2】：

List<T> 不是线程安全的。建议使用一个集合，或者添加一个lock，这将防止多个线程同时访问该块。允许您安全地改变列表对象，同时避免race conditions。

lock(obj)
{
// informations mutations
}

在这种情况下，您可以使用ConcurrentBag<T> 而不是List<T>。 This collection 确实支持安全的并发访问和修改

【讨论】：