单独使用 Queue<T>.Enqueue(T) 方法是否是线程安全的？答案

【问题标题】：Is Queue<T>.Enqueue(T) method thread-safe when it is used alone?单独使用 Queue<T>.Enqueue(T) 方法是否是线程安全的？
【发布时间】：2012-08-24 14:03:58
【问题描述】：

如果我只同时从多个线程调用 Enqueue(T) 并等待这些线程完成，然后再调用 Dequeue() 或枚举队列，它会是线程安全的吗？

var queue = new Queue<int>();
Action enqueue = () =>
{
    for (int i = 0; i < 100000; i++)
        queue.Enqueue(i);
};

var tasks = new[]
{
    new Task(enqueue),
    new Task(enqueue),
    new Task(enqueue)
};
foreach (var task in tasks)
    task.Start();

Task.Factory.ContinueWhenAll(tasks, t =>
{
    while (queue.Count > 0)
        Console.WriteLine(queue.Dequeue());
});

【问题讨论】：

如果你想要一个线程安全队列，为什么不使用ConcurrentQueue？
@nemesv：我只需要从多个线程调用 Enqueue 方法，如果我的问题中的示例是线程安全的，我不需要使用 ConcurrentQueue。
@Daniel：你能发布一个“如果你尝试这样做，你会得到这个例外”这样的答案，这样我可以接受吗？
@ŞafakGür：Adam 已经发布了一个答案，告诉您它不是线程安全的。你可以接受。
@Daniel：刚看到，谢谢。

标签： c# asynchronous thread-safety queue

【解决方案1】：

The documentation 还声明此类型的实例成员不是线程安全的（向下滚动到线程安全部分）。

文档还指出：

一个队列可以同时支持多个读取器，只要集合未修改。

但是，这只是并发读取不会改变列表这一事实的副产品。它确实不使类型“线程安全”。最好将线程安全视为为定义类型的 公共合约 的所有操作提供 true 支持（在这种情况下，更改列表时的线程安全也是如此） .

开玩笑：Enqueue 的实现不包括任何线程同步或锁定原语：

public void Enqueue(T item)
{
    if (this._size == this._array.Length)
    {
        int num = (int)((long)this._array.Length * 200L / 100L);
        if (num < this._array.Length + 4)
        {
            num = this._array.Length + 4;
        }
        this.SetCapacity(num);
    }
    this._array[this._tail] = item;
    this._tail = (this._tail + 1) % this._array.Length;
    this._size++;
    this._version++;
}

所以我选择“不”。有ConcurrentQueue 支持多线程。

【讨论】：

+1：当多个线程入队时会发生什么的实际示例可以在here 找到。请注意非确定性行为。
最重要的因素是文档所说的，而不是 current 实现的内容。 impl 可以随时更改，包括在补丁级别之间。
@usr 在您发表评论之前，我实际上已经更新了我的答案以指向文档。
@AdamHouldsworth arg！看看萨法克刚才说的话。可能是他认为实现可以证明线程安全（当然它只能证明不安全）。也许我疯了，但我认为人们很容易被这个误导。无论如何，您的回答尽可能地澄清了这一点。
@ŞafakGür 是的，我知道混乱会蔓延到哪里。所以是为了解决这些编程问题:-)

【解决方案2】：

这很重要：如果文档没有说队列是线程安全的，那么它不是。（对于 Queue，他们说它不是线程安全的）。

查看内部是一项弱测试：内部可能随时更改为非线程安全版本。

除非在特殊情况下，否则不要依赖未记录的属性。

【讨论】：

并且只依赖于像微软这样大的机构的文档。根据我的经验，文档（虽然大部分不是来自 Microsoft）也是一个薄弱的测试。

【解决方案3】：

我认为这不是线程安全的，因为 Queue 不是线程安全的。您正在将同一个实例共享给不同的线程。

一个队列可以同时支持多个读取器，只要集合没有被修改。即便如此，通过集合进行枚举本质上不是线程安全的过程。为了保证枚举过程中的线程安全，可以在整个枚举过程中锁定集合。要允许集合被多个线程访问以进行读写，您必须实现自己的同步。 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/7977ey2c.aspx

【讨论】：

【解决方案4】：

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。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/7977ey2c.aspx

您需要实现自己的同步（即使用 lock()），或者使用 ConcurrentQueue (System.Collections.Concurrent)。

【讨论】：

没有queue.IsSynchronized 属性。
如果有的话，永远都是假的。
道歉；那是私有财产。固定。