Problemas de cola .NET multiproceso

Question

Tengo un error extraño en mi código. Es extremadamente raro (sucede una vez cada pocas semanas tal vez), pero está allí y no estoy seguro de por qué.

Tenemos 2 hilos de ejecución, 1 hilo recibe mensajes de red y los añade a una cola de esta manera:

DataMessages.Enqueue(new DataMessage(client, msg)); 

Otro hilo lleva mensajes de esta cola y las manijas, así:

while (NetworkingClient.DataMessages.Count > 0) 
{ 
    DataMessage message = NetworkingClient.DataMessages.Dequeue(); 

    switch (message.messageType) 
    { 
     ... 
    } 
} 

Sin embargo, de vez en cuando obtengo una NullReferenceException en la línea switch (message.messageType) y puedo ver en el depurador que el mensaje es nulo.

No es posible que se haya puesto un valor nulo en la cola (vea el primer bit del código), y estas son las únicas 2 cosas que usan la cola.

¿Queue no es seguro para subprocesos, podría ser que estoy arrastrando en el momento exacto en que el otro subproceso está en cola y esto causa la falla?

Answer 1

while (NetworkingClient.DataMessages.Count > 0) 
    { 
     // once every two weeks a context switch happens to be here. 
     DataMessage message = NetworkingClient.DataMessages.Dequeue(); 

     switch (message.messageType) 
     { 
      ... 
     } 
    } 

... y cuando llegue ese cambio de contexto en ese lugar, el resultado de la primera expresión (NetworkingClient.DataMessages.Count > 0) es cierto para ambos hilos, y el que obtener de la operación Dequeue() primero obtener del objeto y el segundo thread get es nulo (en lugar de InvalidOperationException porque el estado interno de la cola no se actualizó completamente para arrojar la excepción correcta).

Ahora usted tiene dos opciones:

1. utilizar .NET 4,0 ConcurrentQueue

2. refactorizar su código:

y hacer que se vea de alguna manera como esto:

while(true) 
{ 
    DataMessage message = null; 

    lock(NetworkingClient.DataMessages.SyncRoot) { 
     if(NetworkingClient.DataMessages.Count > 0) { 
      message = NetworkingClient.DataMessages.Dequeue(); 
     } else { 
     break; 
     } 
    } 
    // .. rest of your code 
} 

Editar: actualizado para reflejar el comentario de Heandel.

Answer 2

Está cola no apta para subprocesos, no podía ser de que estoy desencola en el momento exacto que el otro hilo se enqueuing y esto hace que el fallo?

Exactamente. Queue no es seguro para subprocesos. Una cola segura para hilos es System.Collections.Concurrent.ConcurrentQueue. Úselo en su lugar para arreglar su problema.

Answer 3

En caso de estar interesado en la razón exacta:

Enqueue se parece a esto:

this._array[this._tail] = item; 
this._tail = (this._tail + 1) % this._array.Length; 
this._size++; 
this._version++; 

Y Dequeue así:

T result = this._array[this._head]; 
this._array[this._head] = default(T); 
this._head = (this._head + 1) % this._array.Length; 
this._size--; 
this._version++; 

La carrera es la siguiente:

• Hay 1 elemento en una cola (cabeza == cola) para que su hilo lector comienza desencola pero es interrumpido después de la primera línea en Dequeue
• Entonces se encola otro elemento y se puso en la posición tail que es igual a head en este punto .
• ahora Dequeue hojas de vida y sobrescribe el elemento que acaba de ser insertado por Enqueue con default(T)
• La próxima vez que llame a quitar de la cola se obtiene el valor predeterminado (T) (en su caso nulo) en lugar del valor real