System.ArgumentException при блокировке

Question

В моем реальном приложении мне нужно итерации коллекции, но ее можно изменить из другой темы. Поэтому мне нужно скопировать коллекцию, чтобы перебирать ее. Я воспроизвел эту проблему на небольшом примере, но, по-видимому, мое отсутствие понимания замков и потоков приводит к System.ArgumentException. Пробовал разные вещи с помощью блокировки, но результат тот же.

class Program 
{ 
    static List<int> list; 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     list = new List<int>(); 
     for (int i = 0; i < 1000000; i++) 
     { 
      list.Add(i); 
      if (i == 1000) 
      { 
       Thread t = new Thread(new ThreadStart(WorkThreadFunction)); 
       t.Start(); 
      } 
     } 
    } 

    static void WorkThreadFunction() 
    { 
     lock (list) 
     { 
      List<int> tmp = list.ToList(); //Exception here! 
      Console.WriteLine(list.Count); 
     } 
    } 
} 

Answer 1

Пробовал предложения Джоэла. ConcurrentBag был очень медленным. Блокировка на каждой из миллионов итераций кажется неэффективной. Похоже, что в этом случае хорошие записи событий ждут (занимает 3 раза меньше, чем с помощью блокировок на моем компьютере).

class Program 
{ 
    static List<int> list; 
    static ManualResetEventSlim mres = new ManualResetEventSlim(false); 

    static void Main(string[] args) 
    { 
     list = new List<int>(); 
     for (int i = 0; i < 10000000; i++) 
     { 
      list.Add(i); 

      if (i == 1000) 
      { 
       Thread t = new Thread(new ThreadStart(WorkThreadFunction)); 
       t.Start(); 
       mres.Wait(); 
      } 
     } 
    } 

    static void WorkThreadFunction() 
    { 
     List<int> tmp = list.ToList(); 
     Console.WriteLine(list.Count); 
     mres.Set(); 
    } 
} 

Answer 2

Вариант 1:

Вот модифицированная версия кода:

class Program 
{ 
    static List<int> list; 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     list = new List<int>(); 
     for (int i = 0; i < 1000000; i++) 
     { 
      lock (list) //Lock before modification 
      { 
       list.Add(i); 
      } 
      if (i == 1000) 
      { 
       Thread t = new Thread(new ThreadStart(WorkThreadFunction)); 
       t.Start(); 
      } 

     } 

     Console.ReadLine(); 
    } 

    static void WorkThreadFunction() 
    { 
     lock (list) 
     { 
      List<int> tmp = list.ToList(); //Exception here! 
      Console.WriteLine(list.Count); 
     } 
    } 
} 

Что здесь происходит, что ваш list модифицируется, будучи преобразованы в другой коллекции списка (где исключение аргумента). Поэтому, чтобы избежать этого, вам нужно будет заблокировать список, как показано выше.

Вариант 2: (Нет lock)

Использование Одновременные коллекции для удаления lock:

using System.Collections.Concurrent; 

//Change this line 
static List<int> list; 
//To this line 
static ConcurrentBag<int> list; 

И удалить все lock заявления.

Answer 3

Я вижу некоторые проблемы в вашем алгоритме, и, возможно, вам следует реорганизовать его. В случае использования класса locks или ConcurrentBag вы должны понимать, что копирование всей коллекции в новую просто для перечисления - это очень большая и очень трудоемкая операция, и во время нее вы не можете эффективно работать с коллекцией.

lock (list) 
{ 
    // VERY LONG OPERATION HERE 
    List<int> tmp = list.ToList(); //Exception here! 
    Console.WriteLine(list.Count); 
} 

Вы действительно не должны lock сбор за такое количество времени - в конце цикла for у вас есть много Threads, которые блокируют друг друга. Вы должны использовать TPL classes для этого подхода и не должны напрямую использовать Threads.

В другом случае вы можете реализовать некоторые из optimistic lock-free algorithm с двойной проверкой на версию коллекции или даже lock-free and wait-free algorithm с сохранением моментального снимка коллекции и проверкой ее внутри ваших методов доступа к коллекции. Additional information can be found here.

Я думаю, что предоставленной вами информации недостаточно, чтобы предложить вам правильный способ решить вашу проблему.