线程安全的有限大小队列

Question

我正在尝试编写一个主题队列，但我遇到了死锁和其他多线程问题。我想使用 Interlocked.CompareExchange 来避免使用 lock。但是这段代码没有按预期工作：它只是擦除整个队列。我在这里做错了什么？

public class FixedSizedQueue<T> : IEnumerable<T>
{
    readonly ConcurrentQueue<T> _queue = new ConcurrentQueue<T>();
    public int Limit { get; set; }

    public FixedSizedQueue(int limit)
    {
        Limit = limit;
    }

    public void Enqueue(T obj)
    {
        _queue.Enqueue(obj);
        if (_queue.Count <= Limit)
            return;
        int count = _queue.Count;
        if (_queue.Count != Interlocked.CompareExchange(ref count, count, _queue.Count))
        {
            T overflow;
            while (_queue.TryDequeue(out overflow))
            {

            }
        }
    }

    public T[] ToArray()
    {
        return _queue.ToArray();
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return _queue.GetEnumerator();
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return GetEnumerator();
    }
}

也许我只需要另一个线程来切断队列...

Answer 1

Interlocked.CompareExchange 在堆栈变量 count 上没有意义，因为它是从单线程访问的。正如我猜想的那样，您尝试在 _queue.Count 上使用此方法，但编译失败，因为 .Count 是一个属性，而不是一个简单的变量。所以你需要在 your class.

中定义计数器

public class FixedSizedQueue<T> : IEnumerable<T>
{
    readonly ConcurrentQueue<T> _queue = new ConcurrentQueue<T>();
    int CountShadow = 0; // Counter for check constraints.
    public int Limit { get; set; }

    public FixedSizedQueue(int limit)
    {
        Limit = limit;
    }

    public void Enqueue(T obj)
    {
        /* Update shadow counter first for check constraints. */
        int count = CountShadow;
        while(true)
        {
             if(count => Limit) return; // Adding element would violate constraint
             int countOld = Interlocked.CompareExchange(ref CountShadow, count, count + 1);
             if(countOld == count) break; //Successful update
             count = countOld;
        }
        _queue.Enqueue(obj); // This will update real counter.
    }
    ...
}

此外，您需要为 Limit 属性设置自己的 setter，这将保持不变 CountShadow <= Limit。或者只是禁止用户在对象构造后设置属性。

线程安全的有限大小队列

Thread safe limited size queue

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multithreading

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