C#跨线程安全使用LINQ

我有一个程序，它不断地从WebSocket读取和解析大量数据流。所有解析都发生在客户机内的一个线程上，数据被组织成一个

SortedSet

树，以便快速操作

所有数据的添加、更新和删除都不会出现任何问题

当我试图从另一个线程访问数据时，问题就出现了。它会跑得很好，但在赛道的某个地方，一到两分钟内就会达到比赛状态

考虑以下代码（在自己的线程上运行）以近乎实时地更新UI：

private async Task RenderOrderBook()
{
    var book = _client.OrderBook;

    while (true)
    {
        try
        {
            var asks = book.Asks.OrderBy(i => i.Price).Take(5).OrderByDescending(i => i.Price);
            var bids = book.Bids.OrderByDescending(i => i.Price).Take(5);

            orderBookView.BeginInvoke(new MethodInvoker(() =>
            {
                ...omitted due to irrelevance
            }));

            await Task.Delay(500);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            ex.ToString();
        }
    }
}

竞态条件位于

book

上的LINQ操作中。常见的错误是

i.Price

（一个

decimal

变量），或者可能只是

i

所指的对象是空的。此外，我试图吞下异常的拙劣尝试实际上是行不通的

无论如何，我的猜测是，数据被解析和操作的速度如此之快，以至于最终在使用LINQ OrderBy操作时，它会遇到一种情况，即客户端删除了一个节点，尝试从中读取数据，并引发异常

book.Asks

和

book.Bids

属性最初的类型是

SortedSet

，直接指向数据成员本身。为了缓解这种竞争条件场景，我尝试将它们更改为节点数组，并使用

\u asks.ToArray（）

调用创建一个副本以供读取。这有助于减少问题发生的频率，但它仍然会发生

如何使此线程安全

其他代码片段

public PriceNode[] Asks
{
    get { return _asks.ToArray(); }
}

public PriceNode[] Bids
{
    get { return _bids.ToArray(); }
}

---

我的UI开发的第一条规则是，永远不要在UI线程上执行I/O。听起来你已经搞定了

我的第二条规则是，一旦某个东西对UI线程可见，就不能从任何其他线程接触它。这个规则有一个例外，那就是不可变数据：如果一个对象不会改变，那么任何线程都可以接触它。可变数据禁止触摸。请记住，“可变数据”包括大多数集合

如果你能遵守这两条规则，你的生活会轻松得多。跟随其中一个而不打破另一个可能很棘手，但有办法做到这一点，一旦你有一个像样的把握，你会在一个更好的地方。启蒙之路从这里开始：

您的读取线程（从套接字读取的线程）可以创建它想要的所有新对象，但不能更新现有对象。它也不能修改UI线程正在使用的任何集合。如果您只是添加新对象，这并不糟糕：您的读取线程可以从套接字中提取数据，并使用它来创建新对象。当这些对象准备好后，它必须将它们交给UI线程，UI线程可以将它们添加到相关集合中。根据Strobel规则1，大部分工作（以及所有I/O）发生在读取线程上，这正是我们想要的。相比之下，“提交”已经填充的对象的行为应该是微不足道的。根据规则#2，一旦任何可变对象被交给UI线程，您的读取线程就不能再接触它们。永远

更新现有对象更为棘手。有几种方法可以解决这个问题。一种是让读取线程使用最新数据创建新对象，然后将其交给UI线程。如果您有非常简单的对象图，最简单的选择可能是简单地用新版本替换旧对象，记住任何引用旧对象的UI代码都需要知道它已被替换。或者，UI线程可以使用来自新对象的数据来更新现有对象。如果您遵循规则#2，这将是完全线程安全的，并且任何指向旧对象的UI代码都会自动看到新数据，而不会出现任何读取错误或其他与种族相关的污点。这种方法可能是你最好的选择

如果在尝试了上一段中的方法之后，您发现您正在生成不可接受的垃圾量，那么还有第三种选择。读取线程可以将每个对象的原始数据复制到临时缓冲区中，然后将缓冲区交给UI线程，UI线程可以使用缓冲区中的数据更新现有对象。这意味着在UI线程上要做更多的工作，但至少数据已经在内存中（套接字I/O已经完成）。由于这种方法的要点是创建更少的垃圾，因此只有重用缓冲区才有意义。这意味着您需要一个线程安全的缓冲池。读取线程获取一个临时缓冲区，从套接字填充它，将其交给UI线程，UI线程完成后将其返回到池中。精明的读者会注意到，在线程之间传递可变缓冲区会违反规则#2，因此请注意，一旦线程交付缓冲区，它就会立即忘记它。因为这种方法需要对线程安全性有更深入的了解，才能使池正常工作，所以我建议将其作为最后的手段。如果你能逃脱上一段中的一个选项，请这样做

无论使用哪种方法更新现有对象，都需要一种将新对象/数据与旧对象匹配的方法。如果每个对象都有唯一的标识符，则可以使用

字典

作为有效的查找机制。用新的副本替换旧对象要复杂一些，因为旧版本可能分散在多个集合中，其中一些可能不支持高效替换

最后一件事：当您将新的/更新的对象移交给UI线程时，最好是分批执行。例如，您最好向UI线程发布一个操作来更新100个对象，而不是发布100个单独的对象