C# TaskFactory没有完成所有迭代

Question

我在使用TaskFactory时遇到了一些奇怪的事情：

Task<int[]> parent = Task.Run(() =>
{
    int length = 100;
    var results = new int[length];
    TaskFactory tf = new TaskFactory(TaskCreationOptions.AttachedToParent,
        TaskContinuationOptions.ExecuteSynchronously);

    // Create a list of tasks that we can wait for
    List<Task> taskList = new List<Task>();
    for (int i = 0; i < length - 1; i++) // have to set -1 on length else out of bounds exception, huh?
    {
        taskList.Add(tf.StartNew(() => results[i] = i));
    }
    // Now wait for all tasks to complete
    Task.WaitAll(taskList.ToArray());

    return results;
});

parent.Wait();

var finalTask = parent.ContinueWith(
     parentTask =>
     {
        foreach (int i in parentTask.Result)
        {
            Console.WriteLine(i);
        }
    });

finalTask.Wait();

Console.ReadKey();

这提供了一个与以下类似的输出：

0 0 0 4 5 0 0 0 10 0 12 13 14 .0 99

我不明白为什么不是所有的指数都不是零。

谢谢,

乔

Answer 1

当您用lambda捕获变量时，这个变量被放置到编译器生成的对象中，这个对象在内部和外部作用域之间共享。当你这样做时：

for (int i = 0; i < length - 1; i++)
{
    taskList.Add(tf.StartNew(() => results[i] = i));
}

变量i在循环和所有子任务之间共享。只有一个i，当任务运行时，它正在被循环修改。这是一种竞争条件，每次都会导致数组中出现看似随机的数据，这取决于任务的调度方式。

解决这一问题的最简单方法是使一个不可变的变量作用于循环主体：

for (int i = 0; i < length; i++) // You can now use length instead of length - 1
{
    int innerI = i;
    taskList.Add(tf.StartNew(() => results[innerI] = innerI));
}

现在每个任务都有一个单独的innerI变量，它被精确地赋值i一次，并且不会改变。

想象一下编译器将旧代码转换为

class Generated1
{
    public int i;
}
var context = new Generated1(); // Exactly one copy of i
for (context.i = 0; context.i < length - 1; context.i++)
{
    taskList.Add(tf.StartNew(() => results[context.i] = context.i));
}

当编译器转换的新代码变成

class Generated2
{
    public int innerI;
}
for (int i = 0; i < length - 1; i++)
{
    var context = new Generated2(); // New copy of innerI for every loop iteration
    context.innerI = i;
    taskList.Add(tf.StartNew(() => results[context.innerI] = context.innerI));
}

关于为什么必须使用length - 1：有些任务直到循环完成后才运行。此时，i == length，所以当您尝试将i用作数组中的索引时，您将得到一个i。使用i修复竞争条件时，这种情况将不再发生。