Parallel.Foreach 和 for each 产生不同的结果：为什么我的代码不安全？

Question

我有一个文本文件，我将其读入字符串content。为了识别我想要进一步处理的文本体，我获取了字符串中关键字的索引，然后将“起始”索引设置为找到的最小索引。

我用Parallel.ForEach 试过这个...

ConcurrentBag<int> indexes = new();
int index;

switch (Case)
{
    case 1:
        Parallel.ForEach(KeywordTypes.GetImplementedNamedObjects(), inos =>
        {
            index = content.IndexOf($"/begin {inos}");
            index = index == -1 ? content.Length : index;
            indexes.Add(index);
        });
        index = indexes.Min();
        return index;

...和foreach:

foreach (string inos in KeywordTypes.GetImplementedNamedObjects())
{
    index = content.IndexOf($"/begin {inos}");
    index = index == -1 ? content.Length : index;
    indexes.Add(index);
}

index = indexes.Min();
return index;

foreach 会产生预期的结果，但 Parallel.ForEach 不会。

为什么我的代码不是线程安全的？

Answer 1

这里只有一个index 变量，因为它被“捕获”了。这意味着多个线程可以为它争吵，而不是每个线程都有自己的版本。

考虑：

• 线程 A 计算 index = content.IndexOf($"/begin {inos}");
• 线程 B 计算 index = content.IndexOf($"/begin {inos}"); - 糟糕，线程 A 的版本刚刚被覆盖
• 线程 A 使用 B 刚刚更新的 index 计算 index = index == -1 ? content.Length : index;
• 等

关键是：由于线程争用而丢失了一个值。

只需移动index 的声明即可解决此问题：

Parallel.ForEach(KeywordTypes.GetImplementedNamedObjects(), inos =>
{
    var index = content.IndexOf($"/begin {inos}");
    ...

从根本上说，变量的范围是由它的声明位置定义的。如果在本地方法/lambda 外部声明了一个变量，编译器会尊重您的要求，并且该变量在该本地方法/lambda 的所有使用之间共享；如果在本地方法/lambda 内部声明它，则生命周期对于该调用是本地的，调用者之间不共享任何状态。

如果您想绝对确定您没有意外泄漏状态，则 lambda 上的 static 修饰符可以实现这一点，尽管它也可以防止 indexes 被访问，所以......可能不是您需要的。