线程化测试题

Question

我最近在一个类似下面的测试中有一个面试问题，我没有太多使用线程开发的经验，有人能帮我建议如何处理这个问题吗？

public class StringQueue
{
    private object _lockObject = new object();

    private List<string> _items = new List<string>();

    public bool IsEmpty()
    {
        lock (_lockObject)
            return _items.Count == 0;
    }

    public void Enqueue(string item)
    {
        lock (_lockObject)
            _items.Add(item);
    }

    public string Dequeue()
    {
        lock (_lockObject)
        {
            string result = _items[0];
            _items.RemoveAt(0);

            return result;
        }
    }
}

在上面的实现中，下面的方法线程安全吗?为什么？

public string DequeueOrNull()
{
    if (IsEmpty())
        return null;

    return Dequeue();
}

Answer 1

在我看来，答案是否定的。

虽然isEmpty()过程会锁定对象，但只要调用返回，它就会被释放--另一个线程可能会在调用IsEmpty()和Dequeue()之间调用DequeueOrNull() (此时对象处于解锁状态)，从而删除唯一存在的项，从而使Dequeue()在当时无效。

一种合理的解决方法是将锁放在DequeueOrNull()中的两个语句上，这样在检查之后但在DeQueue()之前没有其他线程可以调用DeQueue()。

Answer 2

它不是threadsafe。在标记的行上，Dequeue方法可能是从另一个线程调用的，因此，后续的Dequeue返回一个错误的值：

public string DequeueOrNull()
{
    if (IsEmpty())
        return null;
///  << it is possible that the Dequeue is called from another thread here.
    return Dequeue();
}

线程安全代码为：

public string DequeueOrNull()
{
  lock(_lockObject) {
    if (IsEmpty())
        return null;
    return Dequeue();
  }
}

Answer 3

不会，因为_items的状态可能会在线程安全的IsEmpty()调用和线程安全的Dequeue()调用之间发生变化。

如下所示进行修复，以确保_items在整个操作过程中处于锁定状态：

public string DequeueOrNull()
{
  lock (_lockObject)
  {
    if (IsEmpty())
      return null;

    return Dequeue();
  }
}

注意:根据_lock的implementation，您可能希望通过将IsEmpty()和Dequeue的内部移动到单独的助手函数中来避免双重锁定资源。