不要使用 Dispatcher.Invoke,因为它可能在你的延迟初始化 Lazy 中导致死锁
WPF 中为了 UI 的跨线程访问,提供了 Dispatcher
线程模型。其 Invoke
方法,无论在哪个线程调用,都可以让传入的方法回到 UI 线程。
然而,如果你在 Lazy 上下文中使用了 Invoke
,那么当这个 Lazy<T>
跨线程并发时,极有可能导致死锁。本文将具体说说这个例子。
一段死锁的代码
请先看一段非常简单的 WPF 代码:
private Lazy<Walterlv> _walterlvLazy = new Lazy<Walterlv>(() => new Walterlv());
private void OnLoaded(object sender, RoutedEventArgs e)
{
Task.Run(() =>
{
// 在后台线程通过 Lazy 获取。
var backgroundWalterlv = _walterlvLazy.Value;
});
// 等待一个时间,这样可以确保后台线程先访问到 Lazy,并且在完成之前,UI 线程也能访问到 Lazy。
Thread.Sleep(50);
// 在主线程通过 Lazy 获取。
var walterlv = _walterlvLazy.Value;
}
而其中的 Walterlv
类的定义也是非常简单的:
class Walterlv
{
public Walterlv()
{
// 等待一段时间,是为了给我么的测试程序一个准确的时机。
Thread.Sleep(100);
// Invoke 到主线程执行,里面什么都不做是为了证明绝不是里面代码带来的影响。
Application.Current.Dispatcher.Invoke(() =>
{
});
}
}
这里的 Application.Current.Dispatcher
并不一定必须是 Application.Current
,只要是两个不同线程拿到的 Dispatcher
的实例是同一个,就会死锁。
此死锁的触发条件
Lazy<T>
的线程安全参数设置为默认的,也就是LazyThreadSafetyMode.ExecutionAndPublication
;- 后台线程和主 UI 线程并发访问这个
Lazy<T>
,且后台线程先于主 UI 线程访问这个Lazy<T>
; Lazy<T>
内部的代码包含主线程的Invoke
。
此死锁的原因
- 后台线程访问到 Lazy,于是 Lazy 内部获得同步锁;
- 主 UI 线程访问到 Lazy,于是主 UI 线程等待同步锁完成,并进入阻塞状态(以至于不能处理消息循环);
- 后台线程的初始化调用到
Invoke
需要到 UI 线程完成指定的任务后才会返回,但 UI 线程此时阻塞不能处理消息循环,以至于无法完成Invoke
内的任务;
于是,后台线程在等待 UI 线程处理消息以便让 Invoke
完成,而主 UI 线程由于进入 Lazy 的等待,于是不能完成 Invoke
中的任务;于是发生死锁。
此死锁的解决方法
Invoke
改为 InvokeAsync
便能解锁。
这么做能解决的原因是:后台线程能够及时返回,这样 UI 线程便能够继续执行,包括执行 InvokeAsync
中传入的任务。
实际上,以上可能是最好的解决办法了。因为:
- 我们使用 Lazy 并且设置线程安全,一定是因为这个初始化过程会被多个线程访问;
- 我们会在 Lazy 的初始化代码中使用回到主线程的
Invoke
,也是因为我们预料到这份初始化代码可能在后台线程执行。
所以,这段初始化代码既然不可避免地会并发,那么就应该阻止并发造成的死锁问题。也就是不要使用 Invoke
而是改用 InvokeAsync
。
如果需要使用 Invoke
的返回值,那么改为 InvokeAsync
之后,可以使用 await
异步等待返回值。
更多死锁问题
死锁问题:
- 使用 Task.Wait()?立刻死锁(deadlock) - walterlv
- 不要使用 Dispatcher.Invoke,因为它可能在你的延迟初始化 Lazy 中导致死锁 - walterlv
- 在有 UI 线程参与的同步锁(如 AutoResetEvent)内部使用 await 可能导致死锁
- .NET 中小心嵌套等待的 Task,它可能会耗尽你线程池的现有资源,出现类似死锁的情况 - walterlv
解决方法:
- 在编写异步方法时,使用 ConfigureAwait(false) 避免使用者死锁 - walterlv
- 将 async/await 异步代码转换为安全的不会死锁的同步代码(使用 PushFrame) - walterlv
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