C# 在更新时排序和显示时在并发字典中获取参数异常

我在下面的程序中遇到了一个难以重现的错误，在这个程序中，许多线程并行更新一个并发字典，主线程在固定的时间间隔后按排序顺序显示字典的状态，直到所有更新线程完成

public void Function(IEnumerable<ICharacterReader> characterReaders, IOutputter outputter)
{
    ConcurrentDictionary<string, int> wordFrequencies = new ConcurrentDictionary<string, int>();
    Thread t = new Thread(() => UpdateWordFrequencies(characterReaders, wordFrequencies));
    bool completed = false;
    var q = from pair in wordFrequencies orderby pair.Value descending, pair.Key select new Tuple<string, int>(pair.Key, pair.Value);
    t.Start();
    Thread.Sleep(0);

    while (!completed)
    {
        completed = t.Join(1);
        outputter.WriteBatch(q);
    }            
}

public void函数（IEnumerable characterReaders，IOutputter OUTPUTER）
{
ConcurrentDictionary词频=新建ConcurrentDictionary（）；
线程t=新线程（（）=>UpdateWordFrequencies（characterReaders，wordFrequencies））；
bool completed=false；
var q=从wordFrequencies中的pair按pair.Value降序，pair.Key选择新元组（pair.Key，pair.Value）；
t、 Start（）；
睡眠（0）；
而（！已完成）
{
完成=t.连接（1）；
输出写回（q）；
}            
}

该函数提供一个字符流列表和一个输出器。该函数维护从每个字符流（并行）读取的单词频率的并发字典。新线程读入单词，主线程每隔1毫秒输出字典的当前状态（按排序顺序），直到所有输入流都被读取为止（实际上，输出大约为每10秒一次，但错误似乎只出现在非常小的值上）。WriteBatch函数只向控制台写入：

public void WriteBatch(IEnumerable<Tuple<string, int>> batch)
{
    foreach (var tuple in batch)
    {
        Console.WriteLine("{0} - {1}", tuple.Item1, tuple.Item2);
    }
    Console.WriteLine();
}

public void写回（IEnumerable批处理）
{
foreach（批处理中的变量元组）
{
WriteLine（“{0}-{1}”，tuple.Item1，tuple.Item2）；
}
Console.WriteLine（）；
}

大多数执行都是正常的，但有时在WriteBatch函数中的foreach语句中会出现以下错误：

“未处理的异常：System.ArgumentException:索引等于或大于 大于数组的长度，或者字典中的元素数为gre 大于从索引到目标数组末尾的可用空间。“

如果主线程在启动更新线程之后和启动显示循环之前休眠一段时间，则错误似乎会消失。如果删除orderby子句并且在linq查询中没有对字典进行排序，那么它似乎也会消失。有什么解释吗

WriteBatch函数中的

foreach（批处理中的var tuple）

语句给出了错误。堆栈跟踪如下所示：

未处理的异常：System.ArgumentException:索引等于或大于 大于数组的长度，或者字典中的元素数为gre 大于从索引到目标数组末尾的可用空间。 位于System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary2.System.Collections.Ge neric.ICollection>.CopyTo（K eyValuePair2[]数组，Int32索引） 位于System.Linq.Buffer1..ctor（IEnumerable1源） 在System.Linq.OrderedEnumerable1.d_u0.MoveNext（）中 在System.Linq.Enumerable.WhereSelectEnumerableInterator2.MoveNext（）中 在C:\MyProject\consoleoutput.cs中的MyProject.consoleoutput.WriteBatch（IEnumerable1批处理）处：第10行

---

在MyProject.Function（IEnumerable1 characterReaders，IOutputter outputter）

上，在评论中与ChrisShain讨论后，得出的结论是，在打印字典之前，您应该获得互斥访问权限，可以使用

互斥体
或
锁
语句

使用锁进行操作：

public void WriteBatch(IEnumerable<Tuple<string, int>> batch)
{
    lock (myLock) 
    {
        foreach (var tuple in batch)
        {
            Console.WriteLine("{0} - {1}", tuple.Item1, tuple.Item2);
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

同样，假设您在类级别分配了一个
互斥对象。请参阅。
正如其他人所说，内部类
System.Linq.Buffer
的构造函数中存在竞争，该类由
OrderBy
调用

以下是有问题的代码片段：

TElement[] array = null;
int num = 0;
if (collection != null)
{
    num = collection.Count;
    if (num > 0)
    {
        array = new TElement[num];
        collection.CopyTo(array, 0);
    }
}

在调用
collection.Count
之后，但在调用
collection.CopyTo
之前，将项添加到
集合时，会引发异常


作为一种解决方法，您可以在对字典进行排序之前制作字典的“快照”副本

您可以通过调用
ConcurrentDictionary.ToArray.

来实现这一点，因为这是在
ConcurrentDictionary
类本身中实现的，所以是安全的

使用这种方法意味着您不必使用锁来保护集合，正如您所说，锁首先会破坏使用并发集合的目的

while (!completed)
{
    completed = t.Join(1);

    var q =
      from pair in wordFrequencies.ToArray() // <-- add ToArray here
      orderby pair.Value descending, pair.Key
      select new Tuple<string, int>(pair.Key, pair.Value);

    outputter.WriteBatch(q);
}            

while（！completed）
{
完成=t.连接（1）；
变量q=
来自wordFrequencies.ToArray（）中的pair//哪一行给出了异常？还有，是否有堆栈跟踪？你能发布它吗？我的直觉是，与几乎所有难以重现的并发问题一样，这里存在某种竞争条件。我认为问题是，当你浏览字典时，其他线程正在更改它。如果你想输出字典的status在某个时间点，您需要获取该时刻的静态快照并打印出来，而不是您对函数的引用。请尝试在
q.ToArray（）上完成所有工作
而不是字典本身。我认为这可能会解决问题。如果它确实让我知道，我会将其作为答案发布，我只是不完全确定。@MichaelDmitryAzarkevich我对此表示怀疑。从ConcurrentDictionary上的文档中：“ConcurrentDictionary的所有公共和受保护成员都是线程安全的，可以从多个线程并发使用。“我已使用堆栈跟踪进行了更新。该异常发生在WriteBatch函数中的foreach语句中。是的，这是某种竞争，但我很想知道为什么会发生。使用ToArray（）拍摄快照的想法很好，但这不会导致性能开销和不必要的复制吗？在显示时只对整个并发字典进行同步怎么样？谢谢Michael，Shain。同步似乎是一种方法，但这不是完整的解决方案，对吗？loc
while (!completed)
{
    completed = t.Join(1);

    var q =
      from pair in wordFrequencies.ToArray() // <-- add ToArray here
      orderby pair.Value descending, pair.Key
      select new Tuple<string, int>(pair.Key, pair.Value);

    outputter.WriteBatch(q);
}