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.NET 同步与异步 之 警惕闭包(十)
阅读量:798 次
发布时间:2023-04-16

本文共 2580 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

同步与异步编程是开发中常见的操作,但闭包可能会带来意想不到的bug。本随笔将重点分析闭包的本质以及它可能导致的问题。

一、警惕闭包

考虑以下示例代码:

int total = 0;List
taskList = new List
();Task task = Task.Run(() => System.Threading.Interlocked.Add(ref total, i));taskList.Add(task);for (int i = 0; i < 10; i++){ var task = Task.Run(() => System.Threading.Interlocked.Add(ref total, i)); taskList.Add(task);}Task.WaitAll(taskList.ToArray());PrintInfo(total.ToString());

这个简单的代码在循环中异步累加变量 i 的值,所有任务完成后输出总和。理论上结果应为 1+2+3+...+9=45。但由于闭包的原因,实际结果会在 45100 之间出现随机数。

二、闭包的本质

闭包是一段可执行的代码块,同时维护一个上下文环境。即使局部变量超出其作用域范围,闭包仍可访问这些变量。以下示例展示了闭包的工作原理:

public void Demo2(){    var func = GetFunc();    PrintInfo($"result:{func().ToString()}"); // 输出结果为 12}private Func
GetFunc(){ int result = 10; func = () => { result++; return result; }; result++; return func;}

GetFunc 方法中,result 属于局部变量。然而,当返回匿名函数时,闭包仍能访问 result,从而导致意外行为。

三、一探究竟

通过IL分析,我们可以更深入理解闭包的工作原理。以下是 GetFunc 方法的IL代码:

.method private hidebysig instance class [mscorlib]System.Func`1
GetFunc() cil managed{ .maxstack 3 .locals init ([0] class ParallelDemo.Demo.VariableCapturingClass<'c__DisplayClass3_0' 'CS$<9__locals0'>, [1] class [mscorlib]System.Func`1
func, [2] int32 V_2, [3] class [mscorlib]System.Func`1
V_3) { IL_0000: newobj instance void ParallelDemo.Demo.VariableCapturingClass<'c__DisplayClass3_0'::.ctor() IL_0005: stloc.0 IL_0006: nop IL_0007: ldloc.0 IL_0008: ldc.i4.s 10 IL_000a: stfld int32 ParallelDemo.Demo.VariableCapturingClass<'c__DisplayClass3_0'::result IL_000f: ldloc.0 IL_0010: ldftn instance int32 ParallelDemo.Demo.VariableCapturingClass<'c__DisplayClass3_0'::'
b__0'() IL_0016: newobj instance void class [mscorlib]System.Func`1
::.ctor(object, native int) IL_001b: stloc.1 IL_001c: ldloc.0 IL_001d: ldfld int32 ParallelDemo.Demo.VariableCapturingClass<'c__DisplayClass3_0'::result IL_0022: stloc.2 IL_0023: ldloc.0 IL_0024: ldloc.2 IL_0025: ldc.i4.1 IL_0026: add IL_0027: stfld int32 ParallelDemo.Demo.VariableCapturingClass<'c__DisplayClass3_0'::result IL_002c: ldloc.1 IL_002d: stloc.3 IL_002e: br.s IL_0030 IL_0030: ldloc.3 IL_0031: ret }}

分析可知,闭包捕获了 result 字段,并在匿名函数中使用它。这种行为可能导致意外的变量重用或状态改变。

四、总结

闭包的强大功能使其在开发中极为实用,但也可能引发难以预测的问题。尤其是在多线程环境中,闭包可能捕获不应有的上下文环境,导致数据竞争或其他逻辑错误。

下一篇随笔将探讨线程安全的集合实现。

转载地址:http://mdgfk.baihongyu.com/

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