关于c＃：什么使方法线程安全？

What Makes a Method Thread-safe? What are the rules?

是否有使方法线程安全的总体规则/准则？我知道可能有一百万个一次性的情况，但一般情况下呢？这很简单吗？

如果一个方法只访问局部变量，那么它是线程安全的。

是这样吗？这也适用于静态方法吗？

由CybIS提供的一个答案是：

Local variables cannot be shared among threads because each thread gets its own stack.

静态方法也是这样吗？

如果一个方法被传递给一个引用对象，这会破坏线程安全吗？我做过一些研究，关于某些案例有很多，但是我希望能够通过使用一些规则来定义要遵循的准则，以确保方法是线程安全的。

所以，我想我的终极问题是："是否有一个简短的规则列表来定义线程安全方法？如果是，他们是什么？"

编辑< BR/>这里有很多好的地方。我认为这个问题的真正答案是："没有简单的规则来确保线程安全。"酷。好的。但总的来说，我认为被接受的答案提供了一个好的、简短的总结。总有例外。就这样吧。我可以忍受。

相关讨论

如果一个方法(实例或静态)只引用该方法范围内的变量，那么它是线程安全的，因为每个线程都有自己的堆栈：

在这种情况下，多个线程可以同时调用ThreadSafeMethod，而不会出现问题。

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public class Thing
{
public int ThreadSafeMethod(string parameter1)
{
int number; // each thread will have its own variable for number.
number = parameter1.Length;
return number;
}
}

如果该方法调用只引用本地作用域变量的其他类方法，则也是如此：

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public class Thing
{
public int ThreadSafeMethod(string parameter1)
{
int number;
number = this.GetLength(parameter1);
return number;
}

private int GetLength(string value)
{
int length = value.Length;
return length;
}
}

如果方法访问任何(对象状态)属性或字段(实例或静态)，则需要使用锁来确保值不会被其他线程修改。

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public class Thing
{
private string someValue; // all threads will read and write to this same field value

public int NonThreadSafeMethod(string parameter1)
{
this.someValue = parameter1;

int number;

// Since access to someValue is not synchronised by the class, a separate thread
// could have changed its value between this thread setting its value at the start
// of the method and this line reading its value.
number = this.someValue.Length;
return number;
}
}

您应该知道，传递给方法的任何参数(既不是结构也不是不可变的)都可能被方法范围之外的另一个线程改变。

为了确保适当的并发性，您需要使用锁定。

有关更多信息，请参阅lock statement c reference和readwriterlockslim。

锁主要用于提供一次一个的功能，
如果您需要多个读者和单个作者，ReadWriterLockSlim非常有用。

相关讨论

If a method only accesses local variables, it's thread safe. Is that it?

绝对不是。您可以编写一个程序，其中只有一个本地变量可以从单个线程访问，但该线程不是线程安全的：

https://stackoverflow.com/a/8883117/88656

Does that apply for static methods as well?

绝对不是。

One answer, provided by @Cybis, was:"Local variables cannot be shared among threads because each thread gets its own stack."

绝对不是。局部变量的区别特性是它只能从局部范围内可见，而不是在临时池上分配。从两个不同的线程访问相同的本地变量是完全合法的。可以通过使用匿名方法、lambdas、迭代器块或异步方法来实现这一点。

Is that the case for static methods as well?

绝对不是。

If a method is passed a reference object, does that break thread safety?

也许吧。

I've done some research, and there is a lot out there about certain cases, but I was hoping to be able to define, by using just a few rules, guidelines to follow to make sure a method is thread safe.

你必须学会忍受失望。这是一门很难的学科。

So, I guess my ultimate question is:"Is there a short list of rules that define a thread-safe method?

不。正如您在前面的示例中看到的，空方法可以是非线程安全的。您不妨问"是否有一个简短的规则列表可以确保方法是正确的"。不，没有。线程安全只是一种极其复杂的正确性。

此外，您提出问题的事实表明您对线程安全的基本误解。线程安全是全局的，而不是程序的本地属性。之所以如此难以正确处理，是因为您必须完全了解整个程序的线程行为，以确保其安全性。

再来看看我的例子：每个方法都是琐碎的。正是这些方法在"全局"级别上相互作用的方式导致了程序死锁。你不能把每种方法都看成是"安全的"，然后期望整个程序是安全的，这比你能得出的结论更重要，因为你的房子是由100%的非空心砖建造的，所以房子也是非空心的。空旷的房子是一个整体的全球性财产，而不是其各部分财产的总和。

相关讨论

你说："你不能把每种方法都看成是‘安全的’，然后期望整个程序是安全的。"同意。但这不是我想要的。我希望至少能理解，是的，这个方法在线程安全方面做的是正确的。当然，其他一些方法可能会使线程不安全，但至少从这个角度来看，方法A看起来不错。
顺便说一下，我很感激你的回答。我今天晚些时候有空的时候再学习。
核心语句：线程安全是全局的，而不是程序的本地属性。
您还说："从两个不同的线程访问同一个局部变量是完全合法的，并且是可能的。"有人知道在哪里可能有这样的例子吗？我想看一下，以便更好地理解它。
@长号：class C { public static Func getter; public static Action setter; public static void M() { int x = 0; getter = ()=>x; setter = y=>{x=y;};} }调用m()，然后在两个不同的线程上调用c.getter和c.setter。现在可以在两个不同的线程上写入和读取局部变量，即使它是局部变量。再次说明：局部变量的定义特征是它是局部的，而不是在线程的堆栈上。
好吧，假设我不在同一个页面上，就局部变量的含义而言。我指的是一个局部变量，它的作用域仅限于方法。在您的示例中，getter和setter是类级变量。
@但是重点是x是一个局部变量，您可以从两个不同的线程访问它。局部变量还意味着什么？
@斯维克，好吧，我明白你的意思了。你们说得对。这就是语义。是的，x是一个局部变量，但是它与类变量一起使用，当提到局部变量时，这不是我最初的意图。我不想让这一切以所有可能出错的深奥方式结束。但是，我想这就是线程安全的本质：这并不简单。
@波伯恩：好吧，如果你不喜欢这个，那么：创建一个具有本地的异步方法。在一个线程上写入本地。执行等待，然后在另一个线程上恢复异步方法。阅读当地的。现在您有了一个本地线程，它写在一个线程上，读在另一个线程上。现在，在这种情况下，至少您不存在在不同线程上同时写入和读取本地数据的问题。我的观点是：局部变量只会使变量的名称只能从方法的文本中访问。这就是"本地"的意思。
不是我不喜欢它。你说得对。毫无疑问。我是说，你是Eric Lippert，我是Bob Horn。问题是我不会有你描述的问题，因为我不会这么做。但是，你是对的，这是必须的，所以当你不确定的时候，人们不认为他们有线程安全。
@波伯恩：我认为这与我们在某种程度上理解我们的工具有关，这样我们就可以用权威和知识来谈论它们。例如，最初的问题暴露出对局部变量是什么缺乏了解。这个错误是很常见的，但事实上它是一个错误，应该纠正。局部变量的定义非常精确，应该进行相应的处理。：)对于那些不知道病理病例存在的"人"，这不是一个答案。这是一个澄清，这样你就可以理解你实际上问了什么。：)
@ericlippert:许多类的msdn文档声明"此类型的公共静态(在VisualBasic中共享)成员是线程安全的"。任何实例成员都不能保证是线程安全的。"或者有时是"此类型是线程安全的"。(例如，字符串)，当线程安全是全局问题时，如何才能做出这些保证？
@米凯兹：好问题。或者这些方法不改变任何状态，或者当它们改变时，它们在没有锁的情况下安全地改变状态，或者，如果它们使用锁，那么它们这样做的方式可以确保不会违反全局"锁顺序"。字符串是不可变的数据结构，其方法不会发生任何变化，因此可以很容易地确保字符串的安全。
"可以通过使用匿名方法、lambda、迭代器块或异步方法来实现。"这取决于您对局部变量的定义。就C而言，这些是局部变量，但就CLR而言，它们不是局部变量。
@当然。但我更愿意不要求人们理解实现细节，以便正确地推理语言。这个问题是关于C语言中的局部变量的，所以用"局部变量"的C语言定义似乎是合理的。如果是关于CIL的问题，那么它会得到不同的答案；那是一种不同的语言，具有不同的特征。
埃里克，我读的越多，我就越明白我怎么不知道……
旧文章，但我想问一下，可以为.NET Web API使用singleton类吗？
@这是一个问答网站。先对你的问题做些调查。一旦你的研究达到了一个不让你做进一步研究的地步，写一个具体的，明确的，可回答的问题，并把它作为一个问题贴在stackoverflow上。
我真的应该问一个你是对的问题，但是我做了一些调查和研究，但没有明确的答案。

没有硬性规定。

以下是一些使.NET中的代码线程安全的规则，以及为什么这些规则不好：

函数及其调用的所有函数必须是纯函数(无副作用)并使用局部变量。虽然这将使您的代码线程安全，但在.NET中，您可以用这个限制做的有趣的事情也很少。

在公共对象上运行的每个函数必须在公共对象上执行cx1〔0〕。所有锁必须按相同的顺序进行。这将使代码线程安全，但速度会非常慢，您最好不要使用多个线程。

…

没有使代码线程安全的规则，您唯一能做的就是确保您的代码可以工作，无论它被主动执行多少次，每个线程都可以在任何点被中断，每个线程都处于自己的状态/位置，这对于访问公共对象的每个函数(静态或其他)都是如此。

相关讨论

它必须使用对象锁、无状态或不可变进行同步。

链接：http://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/concurrency/immutable.html