C#任务未按预期工作.奇怪的错误

Question

我一直在玩并行,我在理解程序中发生的事情时遇到了一些麻烦.

我正在尝试复制XNA框架的一些功能.我正在使用组件式设置,我想让我的程序更高效的Update一种方法是单独调用每个组件的方法Task.但是,我显然做了一些可怕的错误.

我在循环中用于更新调用的代码是:

public void Update(GameTime gameTime)
{
    Task[] tasks = new Task[engineComponents.Count];

    for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
    {
        tasks[i] = new Task(() => engineComponents[i].Update(gameTime));
        tasks[i].Start();
    }

    Task.WaitAll(tasks);
}

这引发了一个奇怪的错误:

mscorlib.dll中发生了未处理的"System.AggregateException"类型异常

内部异常谈论索引超出范围.

如果我改变

Task[] tasks = new Task[engineComponents.Count];

至

Task[] tasks = new Task[engineComponents.Count - 1];

然后这似乎工作(或至少程序执行没有例外),但数组中没有足够的空间用于所有组件.尽管如此,所有组件都会更新,尽管tasks阵列中没有足够的空间来容纳它们.

但是,gameTime当游戏运行时,作为参数传递的对象有点疯狂.我发现很难确定这个问题,但我有两个组件,它们都只是使用一个圆圈的x位移动

x += (float)(gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds * 10);

然而,当使用时Tasks,它们的x位置很快就会彼此完全不同,而它们实际上应该是相同的.每个engineComponent.Update(gameTime)更新周期调用一次,并gameTime传递相同的对象.

当使用tasks[i].RunSynchronously();代替时tasks[i].Start();,程序完全按预期运行.

我知道以这种方式使用Tasks可能不是一个特别有效的编程实践,所以我的问题是好奇心:为什么上述代码不能像我期望的那样工作？我知道我遗漏了一些明显的东西,但我一直无法追查这个实现的具体问题.

为长期问题道歉,并感谢阅读;)

Answer 1

请尝试以下方法:

for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
{
    var innerI = i;
    tasks[i] = new Task(() => engineComponents[innerI].Update(gameTime));
    tasks[i].Start();
}

您需要为每个任务创建一个新变量,该变量将由linq表达式捕获并保存作业部分的索引.现在,您的所有任务都使用i变量并对最新元素执行操作.

Answer 2

问题是,你的lambda表达式捕获i-没有价值的i,但变量本身.

这意味着,当您的任务执行时,循环可能会在下一次迭代(甚至更晚).因此,您的某些组件可能会被多次更新,有些组件可能根本不会更新,并且最终任务很可能在i超出范围时执行engineComponents,因此也是例外.有关更多详细信息,请参阅Eric Lippert的博客文章:

• 关闭循环变量被认为是有害的
• 关闭循环变量,第二部分

解决此问题的三个选项:

• 就拿变量的副本内循环.在循环内声明的每个变量将被单独捕获:

  for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
  {
      int copyOfI = i;
      tasks[i] = new Task(() => engineComponents[copyOfI].Update(gameTime));
      tasks[i].Start();
  }
  

• engineComponents[i]改为使用单独的变量捕获:

  for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
  {
      var component = engineComponents[i];
      tasks[i] = new Task(() => component.Update(gameTime));
      tasks[i].Start();
  }
  

• 如果您正在使用C#5,使用foreach循环将执行您想要的操作:

  var tasks = new List<Task>();
  foreach (var component in engineComponents)
  {
      Task task = new Task(() => component.Update(gameTime));
      tasks.Add(task);
      task.Start();
  }
  Task.WaitAll(tasks.ToArray());
  

请注意,最后一个解决方案不适用于C#4编译器,因为foreach迭代变量的行为是它是一个单一变量,就像i.您不需要以.NET 4.5或更高版本为目标,但它确实需要使用C#5编译器.

另一种选择是不使用任务明确在所有-使用Parallel.ForEach来代替:

// This replaces your entire method body
Parallel.ForEach(engineComponents, component => component.Update(gameTime));

更简单!