c# - foreach 識別子とクロージャ

Question

次の 2 つのスニペットで、最初のスニペットは安全ですか、それとも 2 番目のスニペットを実行する必要がありますか?

安全とは、各スレッドが、スレッドが作成されたのと同じループ反復から Foo のメソッドを呼び出すことが保証されていることを意味しますか?

それとも、新しい変数「ローカル」への参照をループの各反復にコピーする必要がありますか?

var threads = new List<Thread>();
foreach (Foo f in ListOfFoo)
{      
    Thread thread = new Thread(() => f.DoSomething());
    threads.Add(thread);
    thread.Start();
}

-

var threads = new List<Thread>();
foreach (Foo f in ListOfFoo)
{      
    Foo f2 = f;
    Thread thread = new Thread(() => f2.DoSomething());
    threads.Add(thread);
    thread.Start();
}

更新: Jon Skeet の回答で指摘されているように、これは特にスレッド化とは関係ありません。

score 103 · Accepted Answer

編集：これはすべてC＃5で変更され、変数が定義されている場所が変更されます（コンパイラーから見て）。C＃5以降、それらは同じです。

C＃5以前

2番目は安全です。最初はそうではありません。

を使用foreachすると、変数はループの外側で宣言されます。

Foo f;
while(iterator.MoveNext())
{
     f = iterator.Current;
    // do something with f
}

これは、クロージャスコープに関して1つしかないことを意味しf、スレッドが混乱する可能性が非常に高くなります。インスタンスによってはメソッドを複数回呼び出し、他のインスタンスではまったく呼び出さない場合があります。これは、ループ内の2番目の変数宣言で修正できます。

foreach(Foo f in ...) {
    Foo tmp = f;
    // do something with tmp
}

これにより、クロージャスコープごとに個別tmpになるため、この問題のリスクはありません。

問題の簡単な証拠は次のとおりです。

    static void Main()
    {
        int[] data = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
        foreach (int i in data)
        {
            new Thread(() => Console.WriteLine(i)).Start();
        }
        Console.ReadLine();
    }

出力（ランダム）：

一時変数を追加すると、次のように機能します。

        foreach (int i in data)
        {
            int j = i;
            new Thread(() => Console.WriteLine(j)).Start();
        }

（各番号は1回ですが、もちろん順序は保証されません）

score 37 · Accepted Answer

Pop Catalin と Marc Gravell の答えは正しいです。追加したいのは、クロージャに関する私の記事(Java と C# の両方について説明しています) へのリンクだけです。ちょっとだけ付加価値がつくかなと。

編集:スレッドの予測不可能性を持たない例を示す価値があると思います。両方のアプローチを示す短いが完全なプログラムを次に示します。「悪いアクション」リストは 10 を 10 回出力します。「良い行動」リストは 0 から 9 までカウントされます。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Test
{
    static void Main() 
    {
        List<Action> badActions = new List<Action>();
        List<Action> goodActions = new List<Action>();
        for (int i=0; i < 10; i++)
        {
            int copy = i;
            badActions.Add(() => Console.WriteLine(i));
            goodActions.Add(() => Console.WriteLine(copy));
        }
        Console.WriteLine("Bad actions:");
        foreach (Action action in badActions)
        {
            action();
        }
        Console.WriteLine("Good actions:");
        foreach (Action action in goodActions)
        {
            action();
        }
    }
}

score 17 · Accepted Answer

オプション2を使用する必要があるため、変化する変数の周囲にクロージャを作成すると、クロージャの作成時ではなく、変数が使用されたときに変数の値が使用されます。

C＃での匿名メソッドの実装とその結果（パート1）

C＃での匿名メソッドの実装とその結果（パート2）

C＃での匿名メソッドの実装とその結果（パート3）

編集：明確にするために、C＃ではクロージャは「字句クロージャ」であり、変数の値ではなく変数自体をキャプチャすることを意味します。つまり、変化する変数へのクロージャを作成する場合、クロージャは実際には変数への参照であり、その値のコピーではありません。

Edit2：コンパイラの内部について読むことに興味がある人がいる場合は、すべてのブログ投稿へのリンクを追加しました。

score 3 · Accepted Answer

これは興味深い質問であり、人々がさまざまな方法で答えるのを見たようです. 2 番目の方法が唯一の安全な方法であるという印象を受けました。私は本当に簡単な証明をホイップしました：

class Foo
{
    private int _id;
    public Foo(int id)
    {
        _id = id;
    }
    public void DoSomething()
    {
        Console.WriteLine(string.Format("Thread: {0} Id: {1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, this._id));
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var ListOfFoo = new List<Foo>();
        ListOfFoo.Add(new Foo(1));
        ListOfFoo.Add(new Foo(2));
        ListOfFoo.Add(new Foo(3));
        ListOfFoo.Add(new Foo(4));


        var threads = new List<Thread>();
        foreach (Foo f in ListOfFoo)
        {
            Thread thread = new Thread(() => f.DoSomething());
            threads.Add(thread);
            thread.Start();
        }
    }
}

これを実行すると、オプション 1 は明らかに安全ではないことがわかります。

score 1 · Accepted Answer

あなたの場合、ListOfFoo一連のスレッドにマッピングすることで、コピーのトリックを使用せずに問題を回避できます。

var threads = ListOfFoo.Select(foo => new Thread(() => foo.DoSomething()));
foreach (var t in threads)
{
    t.Start();
}

score 0 · Accepted Answer

どちらも C# バージョン 5 (.NET Framework 4.5) 以降は安全です。詳細については、この質問を参照してください: Has foreach's use of variables been changed in C# 5?

score -5 · Accepted Answer

Foo f2 = f;

と同じ参照を指します

したがって、何も失われず、何も得られません...

c# - foreach 識別子とクロージャ

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Reference