对于并发下载处理程序，这会产生竞争条件吗？

Question

这是否会在 class 中造成竞争条件？在 while 循环中？只允许同时进行 2 次下载。计算工作不应同时进行（时间敏感）。问题是关于这段代码。我知道还有其他方法可以完成此操作，例如使用 ConcurrentQueue。

//class setup
public class FileService : IFileService
{
    private static Queue<string> fileNamesQueue = new Queue<string>();
    private static int concurentDownloads = 0;
    private static bool calcBusy = false;       

...

    //called by a button click event in UI
    public async void Download(string fileName)
    {
        fileNamesQueue.Enqueue(fileName);

        while (fileNamesQueue.Count > 0)
        {
            await Task.Delay(500);
            if (concurentDownloads < 2 && !calcBusy)
                DownloadItem();
        }
    }

//beginning of perform download
public async void DownloadItem()
    {

        concurentDownloads++;

        var fileName = string.Empty;

        if (fileNamesQueue.Count > 0)
        {

            fileNamesQueue.TryDequeue(out fileName);

            //perform calc work but ensure they are not concurrent
            calcBusy = true;
             //do calc work
            calcBusy = false;

            //create download task
...

//concurentDownloads gets decremented after each download completes in a completed event

Answer 1

问：这会产生竞争条件吗？
A：是的，完全

imagine this
Thread 1 : Download's Task.Delay(500) concurentDownloads = 0
Thread 1 : enter DownloadItem
Thread 2 : Download's Task.Delay(500) concurentDownloads = 0
Thread 3 : Download's Task.Delay(500) concurentDownloads = 0
Computer LAG
Thread 2 : enter DownloadItem
Thread 3 : enter DownloadItem
Thread 1 : concurentDownloads++ -> concurentDownloads = 0 + 1 = 1
Thread 2 : concurentDownloads++ -> concurentDownloads = 0 + 1 = 1
Thread 3 : concurentDownloads++ -> concurentDownloads = 0 + 1 = 1
Thread 1 : Download Start
Thread 2 : Download Start
Thread 3 : Download Start
.... //concurentDownloads  = 1
Thread 1 : Download Finish
Thread 2 : Download Finish
Thread 3 : Download Finish

下载 x 3

你不需要为这样的东西重新发明轮子。 Semaphore 正是您所需要的。

Answer 2

从一些评论中可以看出，多线程代码是一项严肃的工作。最好遵循经过验证的模式，例如生产者-消费者，或者至少使用已建立的同步原语，如监视器或信号量。因为我可能是错的。仔细检查您自己编写的代码并错过常见的多线程问题很容易，我也不能幸免。我可能会因为评论而没有看到您的其余解决方案而得到一些反对票。

也就是说，您提供的几乎所有代码都不是多线程代码。如果我错了，请纠正我，但是主线程上的所有运行s*（好吧 await Task.Wait 可以将您的代码放在不同的线程上以继续执行，具体取决于您的同步上下文，但它'将被赋予相同的线程上下文）。唯一发生的并行处理来自您为下载文件而创建的任务（您甚至没有包含那部分代码），唯一受并行访问影响的数据元素是 int concurrentDownloads。因此，您可以使用 Queue（而不是 ConcurrentQueue）；另外，我不确定 calcBusy 的目的是什么，因为它似乎不需要。

你需要担心的一件事是对 int concurrentDownloads 的并发访问，我确实认为我看到了几个问题，尽管它们不一定会在你的 O/S 上表现出来和芯片组以及您的构建，尽管如果他们这样做可能会断断续续，以至于您可能直到您的代码投入生产后才意识到。以下是我要进行的更改：

将concurrentDownloads标记为Volatile。如果不这样做，编译器可能会完全优化变量检查，因为它可能没有意识到它会在其他线程上被修改。此外，CPU 可能会优化主内存访问，导致您的线程具有不同的变量副本。在 Intel 上你是安全的（目前），但如果你运行你的代码在某些其他处理器上，它可能无法工作。如果您使用 Volatile，CPU 将获得特殊指令（内存屏障）以确保适当地刷新缓存。
使用Interlocked.Increment(ref int) and Interlocked.Decrement(ref int)修改计数器。如果不这样做，两个线程可能会同时尝试修改值，如果芯片组不支持原子增量，其中一个修改可能会丢失。

此外，请确保您确实在等待任务并处理任何异常。如果任务以未处理的异常结束，我相信当任务被垃圾收集时它会被抛出，除非你有什么东西可以捕获它，否则它会让你的整个过程崩溃。

对于并发下载处理程序，这会产生竞争条件吗？

For a concurrent download handler does this create a race condition?

c#

queue

concurrency

asynchronous

race-condition