KB-Keep Your Code Thread-Safe!

2007-11-21 08:55 AM

前幾天幫同事看一個WinForm問題，明明有Primary Key限制的DataTable，卻冒出數筆PK相同的資料，Grid還會發狂似地不斷捲動。

由於資料的更新動作來自非UI Thread，我們首先懷疑的就是Threading Issue，不過該問題只出現在尖峰時刻資料量爆多的情境下，在測試台中怎麼都無法模擬出來，於是我設計了以下的實驗，證明忽略Thread-Safe Issue時的確會衍生類似的問題。

程式是這樣寫的，Form_Load時建立一個DataTable，並以Symbo欄位l為Primary Key，接著把它指定成C1FlexGrid.DataSource。按下Button時，啟動五條Thread在DataTable中塞入亂數產生的資料，並利用DataTable.Rows.Find的方式檢查該Symbol是否已有資料，決定採取新增或是更新。有兩個重點:
1) Symbol是PK，所以任何兩筆資料的Symbol不可能相同，也不可為NULL
2) DataTable.DefaultView.Sort="Symbol"，所以我們看到的資料應該是依Symbol由小到大排序

private DataTable dt = new DataTable();

private string[] symbolPool = new string[100];

private void Form1_Load(object sender, System.EventArgs e)

    //建立資料表

    dt.Columns.Add("Symbol", typeof(string));

    dt.Columns.Add("Price", typeof(float));

    dt.Columns.Add("Quantity", typeof(int));

    dt.Columns.Add("Amount", typeof(int));

    //Symbol是Primary Key

    dt.PrimaryKey = new DataColumn[] { dt.Columns["Symbol"] };

    //建立代號清單

    for (int i = 0; i < symbolPool.Length; i++)

        symbolPool[i] = i.ToString("0000");

    //依代號排序

    dt.DefaultView.Sort = "Symbol";

    c1.DataSource = dt;

private void btnGo_Click(object sender, System.EventArgs e)

    if (btnGo.Text=="GO")

        bStop=false;

        //開啟五條Thread同時塞資料

        for (int i=0; i<5; i++)

            System.Threading.ThreadPool.QueueUserWorkItem(

                new WaitCallback(updateTrade));

        btnGo.Text="Cancel";

    else

        bStop = true;

        btnGo.Text = "GO";

//利用bStop旗標要求停止測試

private bool bStop = false;

private void updateTrade(object args)

    Random rnd = new Random();

    while (!bStop)

        //用亂數產生測試資料

        string symbol = rnd.Next(100).ToString("0000");

        float prz = Convert.ToSingle(

            Math.Round(rnd.NextDouble()*100, 2));

        int qty = rnd.Next(50) * 1000;

        int amt = Convert.ToInt32(prz * qty);

try

            //先找看看是否已有該筆資料

            DataRow row = dt.Rows.Find(symbol);

            bool bNew = false;

            //沒有時則準備新增

            if (row==null)

                row = dt.NewRow();

                bNew = true;

            row["Symbol"]=symbol;

            row["Price"]=prz;

            row["Quantity"]=qty;

            row["Amount"]=amt;

            if (bNew)

                dt.Rows.Add(row);

        catch (Exception ex)

            Console.WriteLine(ex.Message);

        //等待不定長度的時間

        Thread.Sleep(rnd.Next(200));

在.NET 1.1下執行程式，我們得到了這樣的結果

0024, 0030出現兩筆，0066後方排了一筆0030，再下方有一筆完全沒數字的資料。PK重複、PK=NULL、排序反覆，這... 程式造反了嗎? 是的，當程式涉及了多條Thread時，只要稍不留神，就會爆出各式各樣想都想不到的結果。程式再跑一段時間，也許還有機會遇見曾讓我灰頭土臉的Null Reference Exception。

在Multithread環境下使用沒有非Thread-Safe的Class/Method，產生的結果無法預期，而這也不是元件開發者的責任。當使用多個Thread去存取同一個物件時，切記要考慮彼此間的交互影響，而在上面的例子中，我們只需要加一個lock(this)就可解決問題。強制同步化會影響效能，但跑出錯誤的結果，再怎麼快也是快心酸的，二者輕重，不言而喻。

lock (this)

try

        DataRow row = dt.Rows.Find(symbol);

        bool bNew = false;

        if (row==null)

            row = dt.NewRow();

            bNew = true;

        row["Symbol"]=symbol;

        row["Price"]=prz;

        row["Quantity"]=qty;

        row["Amount"]=amt;

        if (bNew)

            dt.Rows.Add(row);

    catch (Exception ex)

        Console.WriteLine(ex.Message);

享受Multithread Coding樂趣之餘，千萬記住: Keep Your Code Thread-Safe!

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