Нахождение многопоточных проблем

#c_sharp #net #многопоточность

У меня снова глупый вопрос про многопоточность. Как известно многопоточный код чреват
многими ошибками которые не актуальны при однопоточном программировании. К тому же
они весьма трудно уловимы. Часто бывает трудно искусственно смоделировать какой-либо
баг который то появляется то исчезает при работе приложения потому что сложно предсказать
как именно и когда именно два разных потока обратятся к данным так что это приведет
к порче данных. К тому же у меня наверное еще не очень хорошо развито умение выискивать
проблемные с точки зрения многопоточности места в коде. А теперь вопрос: есть ли какие-то
рецепты как обнаруживать потенциальные проблемы многопоточного доступа к данным? Вот
например блокировки lock. Есть ли какие-то верные признаки по которым можно было бы
сказать что вот в этом коде использующем многопоточность нужен lock а вот тут не нужен?
Особенно с учетом того что баги связанные с использованием потоков часто бывает трудно
отловить? Как вообще локализуются такие проблемы при написании кода и как они отлавливаются
при дебаге?
    

Ответы

Ответ 1

Первое правило многопоточности - не используйте многопоточность :)

Блокировки и прочие види синхронизации нужны для разделения доступа к ресурсам из
разных потоков. Использование одного и того же объекта (не класса, а именно объекта)
всегда требует явной или неявной блокировки/синхронизации. 

Потенциально проблемные места:


Явная статика
Неявная статика (использование Singleton в коде, любые вызовы вида SomeClass.Instance)
Явные (параметрами) или неявные (через замыкания) переданные в фоновые потоке объекты.


Основные принципы починки проблемных мест:


Переход на классы, явно поддерживающие многопоточность. Например, проблема из вашего
соседнего вопроса решается заменой линейного поиска перебором List на
поиск по ключу в ConcurrentDictionary
Ревью кода с точки зрения "предполагать что на каждом шаге другой поток обяхательно
возьмет и все поменяет". Расстановка локов для предотвращения таких ситуаций.
В случае проблем с многопоточностью при хранении данных - перекладываение проблем
многопоточности из кода C# на сторонние системы (базу данных, очереди сообщений, nosql,
кэш).


Ответ 2

многопоточный код чреват многими ошибками которые не актуальны при однопоточном программировании. 


Никаких ошибок не будет, если писать правильно.
Покамест в вашем коде нет объектов, которые могут меняться из разных потоков, то
такое ни чем не чревато.  

Попробуйте ради интереса создать множество потоков, которые просто читают значение
свойства в объекте следующего класса 

public class Mein 
{ 
    private int _Kalkulation;

    public Mein(int kalkulation) 
    {
       _Kalkulation = kalkulation;
    }
    public int Kalkulation
    {
       get 
       {
          return _Kalkulation;
       }
    }
}


Никогда не будет проблем с таким объектом, сколько бы потоков его не читали.  Но,
как только вы позволите менять значение свойства из разных потоков, то проблемы обязательно
когда-нибудь дадут о себе знать, в виде неожиданных значений. Однозначно требуется
синхронизация, если доступ происходит из разных потоков.   

Пример: счет в банке, который могут менять разные потоки. Например, по ордеру надо
списать 100 единиц со счета. Поток проверяет количество единиц на счете, получает значение
120, и пока он выполняет какой-то расчет, другой поток снимает 100 со счета и первый
поток также снимает 100. Такое очень чревато и нафиг никому не нужно, как вы понимаете.