Streamwriter、StringBuilder 和并行循环

Question

抱歉，代码量很大，我无法用less来解释。基本上我正在尝试从许多任务中写入文件。你们能告诉我我做错了什么吗？_streamWriter.WriteLine()抛出ArgumentOutOfRangeException.

class Program
{
    private static LogBuilder _log = new LogBuilder();
    static void Main(string[] args)
    {
        var acts = new List<Func<string>>();
        var rnd = new Random();
        for (int i = 0; i < 10000; i++)
        {
            acts.Add(() =>
            {
                var delay = rnd.Next(300);
                Thread.Sleep(delay);
                return "act that that lasted "+delay;
            });
        }

        Parallel.ForEach(acts, act =>
        {
            _log.Log.AppendLine(act.Invoke());
            _log.Write();
        });
    }
}

public class LogBuilder : IDisposable
{
    public StringBuilder Log = new StringBuilder();
    private FileStream _fileStream;
    private StreamWriter _streamWriter;

    public LogBuilder()
    {
        _fileStream = new FileStream("log.txt", FileMode.Create, FileAccess.ReadWrite, FileShare.ReadWrite);
        _streamWriter = new StreamWriter(_fileStream) { AutoFlush = true };
    }
    public void Write()
    {
        lock (Log)
        {
            if (Log.Length <= 0) return;
            _streamWriter.WriteLine(Log.ToString()); //throws here. Although Log.Length is greater than zero
            Log.Clear();
        }
    }

    public void Dispose()
    {
        _streamWriter.Close(); _streamWriter.Dispose(); _fileStream.Close(); fileStream.Dispose();
    }
}

Answer 1

这不是 中的错误StringBuilder，而是您代码中的错误。并且您在后续答案中显示的修改（您Log.String用一次提取一个字符的循环替换）并没有修复它。它不会再抛出异常，但也无法正常工作。

问题是您StringBuilder在多线程代码中的两个地方使用了，其中一个没有尝试锁定它，这意味着读取可以在一个线程上同时发生在另一个线程上。特别是，问题是这一行：

_log.Log.AppendLine(act.Invoke()); 

你在你的Parallel.ForEach. 您没有在此处进行任何同步尝试，即使这将一次在多个线程上运行。所以你有两个问题：

1. AppendLine可能在多个线程上同时进行多个调用
2. 一个线程可能会尝试Log.ToString在一个或多个其他线程正在调用的同时进行调用AppendLine

您一次只能读取一次，因为您正在使用lock关键字来同步它们。问题是您在调用AppendLine.

你的“修复”并不是真正的修复。你成功的只是让问题更难被发现。它现在只会以不同和更微妙的方式出错。例如，我假设您的Write方法Log.Clear在您的for循环完成其最终迭代后仍会继续调用。在完成最后一次迭代和调用 之间Log.Clear，其他线程可能会进入另一个调用，AppendLine因为这些调用没有同步AppendLine。

结果是你有时会错过一些东西。代码会将内容写入字符串构建器，然后在不写入流写入器的情况下将其清除。

此外，并发AppendLine调用很有可能导致问题。如果幸运的话，它们会不时崩溃。（这很好，因为它清楚地表明你有一个问题需要解决。）如果你不走运，你会不时地得到数据损坏 - 两个线程最终可能会写入同一个地方，StringBuilder结果要么是混乱，或完全丢失数据。

同样，这不是StringBuilder. 它不支持从多个线程同时使用。您的工作是确保一次只有一个线程对StringBuilder. 正如该类的文档所说，“不保证任何实例成员都是线程安全的。”

显然，您不想在调用 act.Invoke() 时保持锁定，因为这可能正是您想要并行化的工作。所以我猜这样的事情可能会更好：

string result = act();
lock(_log.Log)
{
    _log.Log.AppendLine(result);
}

但是，如果我把它留在那里，我真的不会帮助你，因为这对我来说看起来很不对。

如果您发现自己锁定了其他人对象中的字段，则表明您的代码存在设计问题。修改设计可能更有意义，以便该LogBuilder.Write方法接受字符串。老实说，我什至不知道你为什么在StringBuilder这里使用 a ，因为你似乎把它用作一个字符串的保存区域，你立即写入流编写器。你希望StringBuilder这里添加什么？以下会更简单，并且似乎不会丢失任何东西（除了原始的并发错误）：

public class LogBuilder : IDisposable
{
    private readonly object _lock = new object();
    private FileStream _fileStream;
    private StreamWriter _streamWriter;

    public LogBuilder()
    {
        _fileStream = new FileStream("log.txt", FileMode.Create, FileAccess.ReadWrite, FileShare.ReadWrite);
        _streamWriter = new StreamWriter(_fileStream) { AutoFlush = true };
    }
    public void Write(string logLine)
    {
        lock (_lock)
        {
            _streamWriter.WriteLine(logLine);
        }
    }

    public void Dispose()
    {
        _streamWriter.Dispose(); fileStream.Dispose();
    }
}