hilos múltiples que agregan elementos a una lista. ¿Por qué hay siempre menos elementos en la lista de lo esperado?

Question

El siguiente código explica mi pregunta. Sé que la lista no es segura para subprocesos. ¿Pero cuál es la razón "real" subyacente de esto?

class Program 
{ 
    static void Main(string[] args) 
    { 
     List<string> strCol = new List<string>(); 

     for (int i = 0; i < 10; i++) 
     { 
      int id = i; 
      Task.Factory.StartNew(() => 
      { 
       AddElements(strCol); 
      }).ContinueWith((t) => { WriteCount(strCol, id.ToString()); }); 
     } 

     Console.ReadLine(); 
    } 

    private static void WriteCount(List<string> strCol, string id) 
    { 
     Console.WriteLine(string.Format("Task {0} is done. Count: {1}. Thread ID: {2}", id, strCol.Count, Thread.CurrentThread.ManagedThreadId)); 
    } 

    private static void AddElements(List<string> strCol) 
    { 
     for (int i = 0; i < 20000; i++) 
     { 
      strCol.Add(i.ToString()); 
     } 
    } 
} 

Answer 1

Me saltearé la respuesta obvia "La lista no es segura para subprocesos", esto ya lo sabes.

Los elementos de la lista se guardan en una matriz interna. Hay al menos dos etapas (desde el punto de vista lógico) al agregar un elemento a una lista. Primero, List obtiene un índice que indica dónde colocar el nuevo elemento. Pone un nuevo elemento en una matriz usando este índice. Luego incrementa el índice y esta es la etapa dos. Si ocurre un segundo (o tercer, cuarto, ...) hilo para agregar un nuevo elemento al mismo tiempo, es posible que haya dos (3, 4, ...) nuevos elementos puestos en la misma ubicación del arreglo antes del índice se incrementa por el primer hilo Los artículos se sobrescriben y se pierden.

Las operaciones internas de agregar nuevo elemento e incrementar el índice deben realizarse siempre de una vez para que la lista sea segura para la ejecución de subprocesos. Eso es lo que se llama sección crítica. Esto se puede lograr con bloqueos.

Espero que esto explique un poco.

Answer 2

Esto se debe a List<T> no es seguro para subprocesos.

Debe utilizar una colección segura de subprocesos para esto, como una de las colecciones en System.Collections.Concurrent. De lo contrario, deberá sincronizar todos los accesos al List<T> (es decir, poner cada llamada a Add dentro de un bloqueo), lo que frustrará el propósito de llamar esto usando múltiples hilos por completo, ya que no está haciendo ningún otro trabajo en esta situación .