运行多个并发线程的后果？

Question

在过去的几个小时里，我一直对此感到头疼，所以就这样吧。对于没有多线程经验的人来说，这可能是一个常见的错误？谁知道呢。

在包含的代码中，我实例化了 3 个运行方法 DisplayValues(DateTime Now, int Period) 的线程。调试器在每个 if 语句中停止 3 次，并且对于每个语句，它都会使用正确的值进行方法调用。问题是Console.WriteLine 显示的值不稳定，与调用方式完全不同。

控制台调用DisplayValues() 3次，参数如下，正确： DisplayValues('{5/8/2014 4:20:00 AM}', 0); DisplayValues('{5/8/2014 4:35:00 AM}', 1); DisplayValues('{5/8/2014 4:50:00 AM}', 2);

但输出完全不同：

2014 年 5 月 8 日凌晨 4:35:00 期间：0

2014 年 5 月 8 日凌晨 4:50:00 期间：1

2014 年 5 月 8 日上午 4:51:00 时段：2

调试器确认了这一点。由于它是一个控制台应用程序，我认为可能所有方法都是静态的，所以我将DisplayValues() 移动到一个类。然后我以为三个类实例都同名，所以我改了名字。然后我认为它可能是CancellationTokenSource 对象，所以我也删除了它。

不用说，没有线程输出是正确的。

我知道有一个明显的原因，我只是不知道它是什么。

感谢任何帮助。 谢谢。

bool thread0Running = false;
bool thread1Running = false;
bool thread2Running = false;
DateTime DateNow = new DateTime(2014, 5, 8, 4, 0, 0);

while ((!thread0Running || !thread1Running || !thread2Running) && DateNow.Hour == 4)
{
    if ((DateNow.Hour == TaskDateTime.Hour) && (DateNow.Minute == 20))
    {
        thread0Running = true;
        Class myClass0 = new Class();
        new Thread(() => myClass0.DisplayValues(DateNow, 0, cts0.Token)).Start();

    }
    else if ((DateNow.Hour == TaskDateTime.Hour) && (DateNow.Minute == 35))
    {
        thread1Running = true;
        Class myClass1 = new Class();
        new Thread(() => myClass1.DisplayValues(DateNow, 1, cts1.Token)).Start(); 
    }
    else if ((DateNow.Hour == TaskDateTime.Hour) && (DateNow.Minute == 50))
    {
        thread2Running = true;
        Class myClass2 = new Class();
        new Thread(() => myClass2.DisplayValues(DateNow, 2, cts2.Token)).Start();
    }
    DateNow = DateNow.AddMinutes(1);
}
public void DisplayValues(DateTime Now, int Period, Object obj)
{
        Console.WriteLine(Now.ToString() + " Period: " + Period.ToString());
}

Answer 1

Thread.Start 并不意味着线程立即开始运行，它使操作系统将当前实例的状态更改为 ThreadState.Running。一旦线程处于 ThreadState.Running 状态，操作系统可以调度它执行，但这并不意味着首先创建的线程会先执行。这就是问题的原因。

如果你想让3个线程依次运行，你应该研究线程同步。

Answer 2

正如其他人已经指出的那样， Console.WriteLine 可能比变量的增加慢。解决此问题的另一种方法是使用线程局部变量。它们不应受到其他线程更改的影响。对于 C#，我找到了这个链接：http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd642243(v=vs.110).aspx

这种方法的优点是，你不必像线程那样维护那么多的变量，线程的工作可以同时完成。

祝你好运！

Answer 3

我认为原因是主线程在更改DateNow 的同时其他线程读取了相同的值。

考虑一下： 其中一个条件为真 - 因此创建了一个新线程，但您无法控制该线程何时计划运行。 所以与此同时 - 你的主线程改变了DateNow...所以.. 当新创建的线程实际运行时 - 他看到并打印的值 - 不同于通过条件的“理智”值.. .

考虑一下这个更奇怪的情况： C# 在编写 32 位或更少的变量时提供原子性

原子性意味着（以非常笼统和不准确的方式）操作不能在中间中断...... 所有线程都获得一些 CPU，然后操作系统停止它，并安排另一个线程运行.. 一段时间后 - 操作系统将再次安排我们的线程，它将从停止的地方继续。 原子操作不能在中间停止……它要么还没有开始，要么已经完成。

但 DateTime 实际上是 64 位。这意味着操作系统可以中断您的主线程 - 在写入其新值的过程中。这意味着直到再次调度主线程 - DateNow 将有一些奇怪的、不一致的值 - 同时任何其他线程都可以读取该值。

Answer 4

由于您对线程函数使用 lambda 表达式，因此直到线程执行开始后的某个时间才会复制 DateNow 的值。由于线程之间没有同步，这是完全不可预测的。在您开始创建第二个线程并显示 DateNow 的当前值 (4:35) 之前，第一个线程 (Period 0) 可能不会获得任何 cpu。周期 1 也是如此，然后在增加 1 分钟后再次进入循环后，周期 2 终于开始运行。像这样切换每个 lambda 以使用自己的变量：

if ((DateNow.Hour == TaskDateTime.Hour) && (DateNow.Minute == 20))
{
    DateTime DateNow0 = DateNow; // DAteTime is a struct so this is a value copy
    thread0Running = true;
    Class myClass0 = new Class();
    new Thread(() => myClass0.DisplayValues(DateNow0, 0, cts0.Token)).Start();

}

在其他 2 个块中使用 DateNow1 和 DateNow2。通过这种更改，我认为您将获得您期望的输出。 DateNow 的当前值的副本现在发生在主执行线程中的可预测位置。但是，由于无法保证三个线程将按照它们创建的顺序运行，因此顺序可能仍然无法正确输出。