这个算法线程安全吗？

Question

我想知道下面的类是否是线程安全的，并在多线程上下文中完美地工作？

public class ThreadSafeClass
{
    private List<int> commandList = new List<int>();
    public void AddCommand(int newCommand)
    {
        lock(syncObj) {
          commandList.Add(newCommand);
        }
    }
    public List<int> Split()
    {
        List<int> oldList = commandList;
        commandList = new List<int>();
        return oldList;
    }
}

ThreadA周期性地调用split方法，许多线程调用AddCommand，split方法中的commandList指向内存中的某个列表，当新列表被赋值时，它的所有内容都在oldList中

split的目的是希望获得所有排队的命令，并在下一次调用中返回其余的命令，...同时让应用程序向commandList添加新项。

因为我专注于split方法，我忘记为add操作添加锁，因为它不是线程安全的，这要归功于：(can poyrazoğlu)但是Split的问题仍然存在。

Answer 1

这里的问题归结为您对行为的期望。例如，以您的split方法为例：

public List<int> Split()
{
    List<int> oldList = commandList;
    commandList = new List<int>();
    return oldList;
}

在分配oldList和重新分配commandList之间有一段时间，AddCommand方法可以向commandList添加值，这些值将出现在oldList中

public List<int> Split()
{
    // Say commandList contains 1 and 2

    List<int> oldList = commandList;

    // Now, on another thread, this happens:
    //
    // AddCommand 3
    // AddCommand 4
    // AddCommand 5
    //
    // The list hasn't been reassigned yet, so at this point oldList and
    // commandList both have 1, 2, 3, 4, and 5.

    commandList = new List<int>();

    // Now, commandList is empty, and oldList contains 1, 2, 3, 4, and 5,
    // even though it only contained 1 and 2 when you first assigned it.

    return oldList;
}

这个序列证明了这样一个事实：oldList不是只包含赋值时的值的快照，而是在赋值到重新赋值commandList之间实际上可以修改的快照。

这段代码中有一件事是正确的，即您添加的每个命令在oldList或commandList中只出现一次。不管有多少线程在调用AddCommand，你都不会遇到任何重复。这听起来像是您要实现的目标，所以我认为您的代码是正确的。

这是因为.NET reference assignment is atomic。在分配commandList期间，对AddCommand的调用不会导致值被添加到多个列表中或根本不被添加。

如果我误解了你的问题，请告诉我。

Answer 2

该代码不是线程安全的，因为List.Add不能保证是安全的。(只是第一件事--还有其他问题)。

您也没有锁定共享数据(对commandList的任何访问权限)。

Answer 3

拥有线程安全类并不意味着你的程序就是线程安全的。线程安全类只是意味着你可以从多个线程使用它，而且它仍然是好的。线程安全基本上意味着“在多线程环境中保持一致”。

List类不是线程安全的，所以你的代码绝对不是线程安全的。但是这个想法是，即使你使用线程安全的集合，也不意味着你的代码是线程安全的。