以多线程方式使用 BeginInvoke/EndInvoke。 AsyncCallback、AsyncWaitHandle 和 IsCompleted 如何交互？答案

【问题标题】：Using BeginInvoke/EndInvoke in a multithreaded fashion. How do AsyncCallback, AsyncWaitHandle and IsCompleted interact?以多线程方式使用 BeginInvoke/EndInvoke。 AsyncCallback、AsyncWaitHandle 和 IsCompleted 如何交互？
【发布时间】：2009-01-02 14:30:39
【问题描述】：

Andreas Huber 对this question 的回答让我想到了使用异步委托而不是线程池来实现Concurrent<T>。但是，当AsyncCallback 传递给BeginInvoke 时，我发现很难理解发生了什么，尤其是当多个线程可以访问IAsyncResult 时。不幸的是，MSDN 或我能找到的任何地方似乎都没有涵盖这种情况。此外，我能找到的所有文章要么是在闭包和泛型可用之前编写的，要么看起来就是这样。有几个问题（我希望答案是真的，但我准备好失望了）：

1) 使用闭包作为 AsyncCallback 会有什么不同吗？
（希望不是）
2）如果一个线程在AsyncWaitHandle上等待，是否会被通知
a) 在回调开始之前或 b) 完成后？
（希望是 b）
3) 当回调运行时，IsCompleted 会返回什么？我可以看到的可能性：
一）true； b)false； c) false 在回调调用 EndInvoke 之前，true 之后。
（希望是 b 或 c）
4) 如果在调用EndInvoke 之后某个线程在AsyncWaitHandle 上等待，会抛出DisposedObjectException 吗？
（希望不是，但我希望是的）。

如果答案如我所愿，这似乎应该可行：

public class Concurrent<T> { 
    private IAsyncResult _asyncResult;
    private T _result;

    public Concurrent(Func<T> f) { // Assume f doesn't throw exceptions
        _asyncResult = f.BeginInvoke(
                           asyncResult => {
                               // Assume assignment of T is atomic
                               _result = f.EndInvoke(asyncResult); 
                           }, null);
    }

    public T Result {
        get {
            if (!_asyncResult.IsCompleted)
                // Is there a race condition here?
                _asyncResult.AsyncWaitHandle.WaitOne();
            return _result;  // Assume reading of T is atomic
        }
    ...

如果问题 1-3 的答案是我所希望的，那么据我所知，这里应该没有种族条件。

【问题讨论】：

标签： c# concurrency asynchronous delegates iasyncresult

【解决方案1】：

问题 1

我认为部分问题在于误解。 IAsyncResult 不会从多个线程访问，除非您将其显式传递给一个。如果您查看 BCL 中 mos Begin*** 样式 API 的实现，您会注意到 IAsyncResult 仅在实际发生 Begin*** 或 End*** 调用的线程中创建和销毁。

问题 2

应该在操作 100% 完成后发出 AsyncWaitHandle 信号。

问题 3

一旦底层操作完成（无需再做任何工作），IsCompleted 应该返回 true。查看 IsComplete 的最佳方法是，如果该值为

true -> 调用 End*** 将立即返回
false -> Callind End*** 会阻塞一段时间

问题 4

这取决于实现。这里没有办法真正给出一个全面的答案。

样本

如果您对 API 感兴趣，它可以让您轻松地在另一个线程上运行委托并在完成后访问结果，请查看我的 RantPack Utility Library。它以源代码和二进制形式提供。它有一个完全充实的 Future API，允许委托的并发运行。

此外，还有一个 IAsyncResult 的实现，它涵盖了这篇文章中的大部分问题。

【讨论】：

如果我想在这里实现 IAsyncResult，您的答案将非常适用，但我不这样做。我在询问 System.Runtime.Remoting.Messaging.AsyncResult 的行为，它实际上是由 BeginInvoke 返回的。
问题 1：这正是我所说的“不幸的是，这个案例似乎在 MSDN 或任何我能找到的地方都没有涉及。”我没有直接公开 _asyncResult，而只是通过在 Result 属性中等待；但框架中的实现甚至不这样做。
问题2：很好，这就是我所希望的。
问题 3：如果 IsCompleted 为真并且已经调用了 EndInvoke 怎么办？再次调用 EndInvoke 安全吗？
问题 4：我明白了，这就是我问具体实现的原因。

【解决方案2】：

我最近一直在研究异步调用。我找到了一个指向受人尊敬的作者 Jeffrey Richter 的 example implementation of an IAsyncResult 文章的指针。通过研究这个实现，我学到了很多关于异步调用如何工作的知识。

您还可以查看是否可以下载并检查您特别关注的System.Runtime.Remoting.Messaging.AsyncResult 的源代码。这是link to instructions on how to do this in Visual Studio。

为 JaredPar 的好答案添加一点...

1：我相信，如果您定义一个可以分配给 AsyncCallback 类型的变量的闭包（接受 IAsyncResult 并返回 void），它应该可以像您期望闭包作为该委托一样工作，但我不是确定是否可能存在范围问题。原始本地范围应该在回调被调用之前很久就返回了（这就是使它成为异步操作的原因），因此请记住对本地（堆栈）变量的引用及其行为方式。我认为引用成员变量应该没问题。

2：我认为从您的评论中您可能误解了这个问题的答案。在 Jeffrey Richter 的示例实现中，等待句柄在调用回调之前发出信号。如果你考虑一下，它必须是这样的。一旦它调用回调，它就会失去对执行的控制。假设回调方法抛出一个异常......执行可以展开回调用回调的方法，从而阻止它以后发出等待句柄的信号！所以等待句柄需要在调用回调之前发出信号。与仅在回调返回后才向等待句柄发出信号相比，按该顺序完成它们的时间也更接近。

3：正如 JaredPar 所说，IsCompleted 应该在回调之前和等待句柄发出信号之前返回 true。这是有道理的，因为如果 IsCompleted 为 false，您会期望对 EndInvoke 的调用会阻塞，而等待句柄（与回调一样）的全部意义在于知道结果何时准备好并且它不会块。因此，首先将 IsCompleted 设置为true，然后发出等待句柄信号，然后调用回调。看看 Jeffrey Richter 的例子是如何做到的。然而，您可能应该尽量避免假设这三种方法（轮询、等待句柄、回调）可能检测到完成的顺序，因为可能以与预期不同的顺序实现它们。

4：我帮不了你，除非你可以通过调试你感兴趣的实现的框架源代码来找到答案。或者你可能想出一个实验来找出答案......或者设置一个好的实验并调试到框架源代码中以确保真正确定。

【讨论】：