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C#多執行緒List的非執行緒安全性

背景:最近在做多執行緒方面的工作,工作中發現多執行緒中很多坑,這裡就有一個List新增物件的誤區,這裡做個分享跟大家講講這個坑是怎麼形成的怎麼樣避免。

示例:

程式碼及錯誤:

如果單單隻從程式邏輯上看,應該沒有邏輯錯誤,但是結果卻是是有為空值的情況,這時候有些多執行緒經驗的讀者可能會想到,建構函式也是一個函式,有可能在往List中新增物件的時候,建構函式還沒有將物件返回就執行了新增操作,造成了這個問題的出現,下面我們來驗證一下這個觀點是否正確。

從圖中可以看到,在物件new之後立即執行了取屬性操作,如果建構函式沒有返回立即執行後面肯定會出現空指標異常,但是這裡並沒有出問題,說明不是建構函式返回結果的問題,同時也說明了建構函式是具有執行緒安全的。

為此可以懷疑這個問題是優於List.Add方法造成的,為此,檢視一下List.Add方法的原始碼可以瞭解其中的原委。

點開this.EnsureCapacity(this.size+1);方法,如下圖所示:

這時候,我們就可以猜測到問題就出現在這個容量擴充套件方法這裡了,於是我嘗試著修改List的最初容量,使之不需要進行容量擴充套件,此時程式執行正常,說明問題的確就在這裡。

雖然說問題解決了,問題的原因也知道了,但是為什麼會有這樣的問題呢?記憶體擴容是如何形成這個錯誤的呢,於是和六爺討論了一下這個問題,很感謝六爺指點迷津,讓我知道了這其中的具體原因,我畫個簡圖給大家講解一下,希望大家能看明白:

驗證:

假設真的是這個原因造成的應該出現空值的位置應該都是2的整數次冪之後的值,並且如果記憶體越大拷貝的時間越長,出現空值的機率就越大,於是改造程式,可以驗證六爺的這個猜測:

程式碼:

結果,8192=4096*2,16384=8192*2:

解決方案:

1.擴容List的初始容量為集合需要的實際容量或更大

2.給List.Add方法加鎖

3.使用List的執行緒安全版本,如下圖所示:

原始碼: