C# 任务未按预期工作。奇怪的错误

Question

我一直在玩弄并行性，但我在理解我的程序中发生的事情时遇到了一些困难。

我正在尝试复制 XNA 框架的一些功能。我正在使用组件式设置，我想使我的程序更高效的一种方法是调用 Update每个组件的方法在一个单独的Task .但是，我显然做错了一些可怕的事情。

我在循环中用于更新调用的代码是:

public void Update(GameTime gameTime)
{
    Task[] tasks = new Task[engineComponents.Count];

    for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
    {
        tasks[i] = new Task(() => engineComponents[i].Update(gameTime));
        tasks[i].Start();
    }

    Task.WaitAll(tasks);
}

这会引发一个奇怪的错误:

An unhandled exception of type 'System.AggregateException' occurred in mscorlib.dll

内部异常谈论索引超出范围。

如果我改变

Task[] tasks = new Task[engineComponents.Count];

到

Task[] tasks = new Task[engineComponents.Count - 1];

那么这似乎可行(或者至少程序无一异常(exception)地执行)，但数组中没有足够的空间容纳所有组件。尽管如此，所有组件都已更新，尽管 tasks 中没有足够的空间。数组来容纳它们。

然而，gameTime作为参数传递的对象在游戏运行时变得有些疯狂。我发现很难确定问题所在，但我有两个组件，它们都使用

简单地移动圆的 x 位置

x += (float)(gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds * 10);

但是，当使用 Tasks 时，它们的 x 位置很快就会变得完全不同，而实际上它们应该是相同的。每个engineComponent.Update(gameTime)每个更新周期调用一次，相同的 gameTime传递对象。

使用 tasks[i].RunSynchronously(); 时代替 tasks[i].Start(); ，程序完全按预期运行。

我知道以这种方式使用任务可能不是一种特别有效的编程实践，所以我的问题是出于好奇:为什么上面的代码没有像我预期的那样工作？我知道我遗漏了一些明显的东西，但我一直无法查明此实现的具体问题。

很抱歉问了这么长的问题，感谢阅读；)

Answer 1

问题是您的 lambda 表达式正在捕获 i - 不是 i 的 value，而是变量本身。

这意味着当您的任务执行时，循环很可能在下一次迭代(甚至更晚)。所以你的一些组件可能更新不止一次，有些可能根本就没有更新，最后的任务很可能在 i 超出 engineComponents 的范围时执行，因此异常(exception)。有关详细信息，请参阅 Eric Lippert 的博客文章:

• Closing over the loop variable considered harmful
• Closing over the loop variable, part two

解决此问题的三个选项:

• 获取循环内变量的副本。循环内声明的每个变量将被单独捕获:

  for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
  {
      int copyOfI = i;
      tasks[i] = new Task(() => engineComponents[copyOfI].Update(gameTime));
      tasks[i].Start();
  }
  

• 改为在单独的变量中捕获 engineComponents[i]:

  for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
  {
      var component = engineComponents[i];
      tasks[i] = new Task(() => component.Update(gameTime));
      tasks[i].Start();
  }
  

• 如果您使用的是 C# 5，则使用 foreach 循环将执行您想要的操作:

  var tasks = new List<Task>();
  foreach (var component in engineComponents)
  {
      Task task = new Task(() => component.Update(gameTime));
      tasks.Add(task);
      task.Start();
  }
  Task.WaitAll(tasks.ToArray());
  

请注意，最后一个解决方案不适用于 C# 4 编译器，因为 foreach 迭代变量的行为是将其作为单个变量，就像我。您不需要以 .NET 4.5 或更高版本为目标，但您需要使用 C# 5 编译器。

另一种选择是完全显式不使用任务——使用Parallel.ForEach相反:

// This replaces your entire method body
Parallel.ForEach(engineComponents, component => component.Update(gameTime));

简单多了!