两个任务在同一个线程上运行，这会使锁失效

Question

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我发现构建异步协调基元，第 1 部分：AsyncManualResetEvent可能与我的主题相关。

对于 TaskCompletionSource，这意味着同步延续可以作为调用 {Try}Set* 的一部分发生，这意味着在我们的 AsyncManualResetEvent 示例中，这些延续可以作为 Set 方法的一部分执行。根据您的需求（以及 Set 的调用者是否可以接受在所有同步延续执行时可能运行更长时间的 Set 调用），这可能是也可能不是您想要的。

非常感谢所有的答案，感谢您的知识和耐心！

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原始问题

我知道它Task.Run在线程池线程上运行，并且线程可以重入。但我从来不知道两个任务可以在同一个线程上运行，当它们都处于活动状态时！

我的问题是：设计合理吗？这是否意味着lock异步方法内部毫无意义（或者说，lock如果我想要一个不允许重入的方法，则在异步方法块中不能被信任）？

代码：

namespace TaskHijacking
{
    class Program
    {
        static TaskCompletionSource<bool> tcs = new TaskCompletionSource<bool>();
        static object methodLock = new object();

        static void MethodNotAllowReetrance(string callerName)
        {
            lock(methodLock)
            {
                Console.WriteLine($"Enter MethodNotAllowReetrance, caller: {callerName}, on thread: {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
                if (callerName == "task1")
                {
                    tcs.SetException(new Exception("Terminate tcs"));
                }
                Thread.Sleep(1000);
                Console.WriteLine($"Exit MethodNotAllowReetrance, caller: {callerName}, on thread: {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            var task1 = Task.Run(async () =>
            {
                await Task.Delay(1000);
                MethodNotAllowReetrance("task1");
            });

            var task2 = Task.Run(async () =>
            {
                try
                {
                    await tcs.Task;  // await here until task SetException on tcs
                }
                catch
                {
                    // Omit the exception
                }
                MethodNotAllowReetrance("task2");
            });

            Task.WaitAll(task1, task2);

            Console.ReadKey();
        }
    }
}

输出：

Enter MethodNotAllowReetrance, caller: task1, on thread: 6
Enter MethodNotAllowReetrance, caller: task2, on thread: 6
Exit MethodNotAllowReetrance, caller: task2, on thread: 6
Exit MethodNotAllowReetrance, caller: task1, on thread: 6

线程6的控制流程如图所示：

Answer 1

您已经有了几种解决方案。我只是想多描述一下这个问题。这里有几个因素在起作用，这些因素结合起来导致了观察到的重入。

首先，lock是可重入的。严格来说是线程lock的互斥，这与代码的互斥不同。我认为在 99% 的情况下，可重入锁是一个坏主意（如我的博客中所述），因为开发人员通常希望互斥代码而不是线程。，由于它不可重入，因此相互排除code。IMO 可重入锁是几十年前的遗留物，当时它们是作为操作系统概念引入的，操作系统只关心管理线程。SemaphoreSlim

接下来，TaskCompletionSource<T>默认情况下同步调用任务延续。

另外，await将其方法延续安排为同步任务延续（如我的博客中所述）。

即使同步计划，任务延续有时也会异步运行，但在这种情况下，它们将同步运行。捕获的上下文await是线程池上下文，完成线程（调用的线程TCS.TrySet*）是线程池线程，在这种情况下，延续几乎总是同步运行。

因此，您最终会得到一个获取锁的线程，完成 TCS，从而执行该任务的延续，其中包括继续另一个方法，然后该方法能够获取相同的锁。

要重复其他答案中的现有解决方案，要解决此问题，您需要在某个时刻打破该链：

• （好的）使用不可重入锁。SemaphoreSlim.WaitAsync仍将在持有锁的同时执行延续（不是一个好主意），但由于SemaphoreSlim不可重入，因此方法延续将（异步）等待锁可用。
• （最佳）使用TaskCompletionSource.RunContinuationsAsynchronously，这将强制任务继续到（不同的）线程池线程上。这是一个更好的解决方案，因为您的代码在持有锁（即任务继续）时不再调用任意代码。

await您还可以通过对 TCS方法使用非线程池上下文来打破该链。例如，如果该方法必须在 UI 线程上恢复，则它无法从线程池线程同步运行。

从更广泛的角度来看，如果您混合使用锁和TaskCompletionSource实例，听起来您可能正在构建（或可能需要）异步协调原语。我有一个开源库，它实现了其中的一些，如果有帮助的话。