如何缓解 UI 线程和 DispatcherTimer.Tick 事件之间的竞争条件？答案

【问题标题】：How can I mitigate a race condition between the UI thread and a DispatcherTimer.Tick event?如何缓解 UI 线程和 DispatcherTimer.Tick 事件之间的竞争条件？
【发布时间】：2018-04-23 23:40:34
【问题描述】：

我相信我在此代码示例中存在竞争条件，但不确定如何缓解它。

我的情况是 XAsync() 总是在 UI 线程上运行。在 XAsync() 中，我设置了 m_importantMemberVariable，然后启动了一个计时器；在计时器触发之前有 1 秒的延迟。

我担心的是计时器的滴答事件会调用 m_importantMemberVariable 上的方法。但是，在启动计时器和触发 Tick 之间的 1 秒间隔内，可以再次调用 XAsync() 并覆盖 m_importantMemberVariable。

代码示例：

task<void> BobViewModel::XAsync()
{
    return create_task(CreateSomethingAsync())
        .then([this](SomethingAsync^ aThing)
    {
        this->m_importantMemberVariable = aThing;
        OnPropertyChanged("ImportantMemberVariable");

        // Timer has 1 second delay.
        this->m_myDispatcherTimer->Start();
    }, task_continuation_context::use_current())
        .then([activity](task<void> result)
    {
        // more continuations...
    });
}

void BobViewModel::OnTimerTick(Object^, Object^)
{
    // Stopping the timer and detaching the event handler
    // so timer only fires once.
    m_myDispatcherTimer->Stop();
    m_myDispatcherTimer->Tick -= m_impressionTimerToken;
    m_myDispatcherTimer = { 0 };

    // * Possible race condition *
    m_importantMemberVariable->DoImportantThing();
}

问题：假设我对竞争条件的看法是正确的，有没有办法缓解它？

我的理解是，tick 事件会在 UI 线程上触发，因此同步原语将无济于事（因为 UI 线程已经拥有访问权限）。

【问题讨论】：

没有种族。唯一可能出错的是 DoImportantThing() 将在更新 m_importantMemberVariable 后不到 1 秒内被调用。代码在调用 Start() 之前忘记了 Stop() 计时器。
@HansPassant - 如果 XAsync 的第二个调用者在计时器启动后（但在触发滴答事件之前）使 m_importantMemberVariable 为空，那怎么不会产生空引用异常？你是说这不可能发生吗？如果有，为什么？
如果您遵循建议，则您已停止计时器。当变量为空时，为什么要再次调用 Start()？
这似乎是对你已经问过两次我回答的问题的欺骗。
@PeterTorr-MSFT - 不同之处在于这个问题将 DispatcherTimer 混入其中，因此它不仅限于任务延续。

标签： multithreading uwp task uwp-xaml

【解决方案1】：

您的所有操作都在 UI 线程上，因此它们已经为您序列化（同步）了。一个简单的标志就足够了：

bool m_busy; // set to false in constructor

task<void> BobViewModel::XAsync()
{
    if (m_busy)
      return;

    m_busy = true;
    // the rest of your code...
}

void BobViewModel::OnTimerTick(Object^, Object^)
{
    m_busy = false;
    // the rest of your code...
}

只要确保你处理任何异常，如果出现严重错误，你将 m_busy 设置回 false。

【讨论】：

【解决方案2】：

this question 的答案建议将 compare_exchange_strong 与 std::atomic 一起使用，以确保一次只有一个线程执行一个函数。对于这个问题，这种方法的问题是：
1. DispatcherTimer Tick 事件在任务延续块外触发，可以在延续完成后触发。
2. 这个问题的一个限制是定时器只能触发一次。

一些替代解决方案是：

使用 compare_exchange_strong 但将 DispatcherTimer 替换为 create_delayed_task

假设工作不必在 UI 线程上进行，您可以使用 create_delayed_task 在任务继续内延迟工作。

task<void>
BobViewModel::UseImportantVariableAsync(
    Object^ importantVariable
)
{
    return create_delayed_task(
        std::chrono::milliseconds(1000),
        [importantVariable]()
    {
        importantMemberVariable->DoImportantThing();
    });
}

那么，从任务延续，简单来说：

return UseImportantVariableAsync(m_importantMemberVariable);

为 DispatcherTimer 的 Tick 事件使用 lambda，并从问题示例中捕获“aThing”（而不是在处理程序中引用成员变量）。要仅触发一次计时器，请在 std::call_once 块中分配 DispathcerTimer.Tick 处理程序，以便只有第一个调用者可以执行此操作。

【讨论】：