Monitor.Pulse和Monitor.Wait之间的竞争条件?

时间:2013-11-03 12:02:42

标签: c# .net multithreading race-condition

这是一个说明问题的最小代码:

StringBuilder input = new StringBuilder();

void ToUpper()
{
    lock (input)
    {
        while (true)
        {
            Monitor.Wait(input);

            Console.WriteLine(input.ToString().ToUpper());
        }
    }
}

public void Run()
{
    new Thread(ToUpper) { IsBackground = true }.Start();

    // "Avoid" the initial race
    Thread.Sleep(100);

    while (true) 
    {
        lock (input)
        {
            input.Clear();
            input.Append(Console.ReadLine());
            Monitor.Pulse(input);
        }
        // Thread.Sleep(1);
    }
}

忽略众所周知的初始竞争条件,我对Pulse和Wait的行为感到惊讶。

这是我的预期:

  • “ToUpper”主题调用Wait =>它被推入监视器的等待队列
  • 主线程调用Pulse => “ToUpper”线程从等待队列“移动”到就绪队列以立即获取锁
  • 退出lock语句范围
  • 时,主线程退出监视器
  • 当主线程再次注册锁的所有权时,“ToUpper”线程获取锁并处理输入

两次“ToUpper”线程中的一次没有处理输入而是主线程立即执行其处理

以下是我的假设:

  • Pulse没有立即“移动”“ToUpper”线程,因此就绪队列保持空白
  • 主线程释放锁定,循环,再次需要锁定
  • 因为就绪队列中没有其他人拥有所有权
  • 有时候稍后会执行促销“ToUpper”线程的请求并最终将其推入就绪队列
  • 主线程Pulse第二次无所事事并释放锁
  • 它循环,尝试重新获取锁,但“ToUpper”线程已经存在
  • 这次“ToUpper”线程获取锁并处理输入
  • 一旦完成它再次睡眠等待下一个信号
  • 主线程获取锁

要检查这个假设,我强迫主线程不那么急切,让其他线程工作,添加Thread.Sleep(1) =>在这种情况下,所有都“按预期工作”。

所有这一切都归结为Pulse的行为,它可能不会立即将线程从等待队列推送到就绪队列。

这个问题真的来自这场可能的比赛吗?还是我还缺少另一个微妙之处?

1 个答案:

答案 0 :(得分:4)

您对添加Thread.Sleep(1)的评论确实是答案。 Pulse方法不保证等待对象的任何内容 - 它只是作为普通线程从ready queue发布。对Pulse的调用没有任何痕迹。因此,在调用Pulse之后,应用程序就像普通的双线程应用程序一样,并且就绪队列中有两个线程 - ToUpper线程 {{1}线程。因此,如果没有RunThread.Sleep(1)线程首先获得锁定就会发生(没有它,我猜也可能更不可能)。

我提供的第二个链接的另一个重要评论是:

  

Monitor.Pulse的一个重要特性是它以异步方式执行,这意味着它本身不会阻塞或暂停。

对于这种情况,AutoResetEvent类似乎更合适。此外,在second link中,您可以找到包含RunWait的生产者 - 消费者方案的示例。