使用 SemaphoreSlim 解决竞争条件

Question

当两个线程同时访问共享变量时，就会出现竞争条件。 第一个线程读取变量，第二个线程从变量中读取相同的值。

我在StartAsync中使用了SemaphoreSlim来防止竞争条件，即两个线程可能同时更改_clientWebSocket 。 如果我们在Timer中调用 StartAsync 可能会发生这种情况。

StopAsync怎么样？ 如果 StopAsync 没有包装在 SemaphoreSlim 中，那么两个线程通过if条件并调用 CloseOutputAsync 两次的机会是多少？ 第一个将成功关闭 output，但第二个调用将失败并出现 WebSocketException，因为 web 套接字已关闭。 考虑到我们没有改变任何变量，这是否也是一种竞争条件？ 考虑到我的代码的其他部分没有关闭 web 套接字，它是否会发生，我真的需要包装 CloseOutputAsync 的 try/catch 吗？

我在 StopAsync 中重用了 SemaphoreSlim 以防止同时调用 StartAsync 和 StopAsync，这是个好主意吗？

private readonly SemaphoreSlim _semaphore = new(1, 1);

public async Task StartAsync(string url)
{
    await _semaphore.WaitAsync().ConfigureAwait(false);

    try
    {
        var ws = new ClientWebSocket();
        _clientWebSocket = ws;

        await _clientWebSocket.ConnectAsync(new Uri(url), CancellationToken.None).ConfigureAwait(false); // TODO: Handle

        _tokenSource = new CancellationTokenSource();

        _ = ReceiveLoopAsync(ws, _tokenSource.Token);
        _ = SendLoopAsync(ws);
    }
    finally
    {
        _semaphore.Release();
    }
}

public async Task StopAsync()
{
    await _semaphore.WaitAsync().ConfigureAwait(false);

    try
    {
        if (_clientWebSocket is { State: not (WebSocketState.Aborted or WebSocketState.Closed or WebSocketState.CloseSent) })
        {
            try
            {
                await _clientWebSocket.CloseOutputAsync(WebSocketCloseStatus.NormalClosure, string.Empty, CancellationToken.None).ConfigureAwait(false);
            }
            catch (Exception) // thrown when we try to close an already closed socket
            {
            }
        }

        _clientWebSocket?.Dispose();
        _clientWebSocket = null;

        _tokenSource?.Cancel();
    }
    finally
    {
        _semaphore.Release();
    }
}

Answer 1

我会说，如果您希望StopAsync被并行调用，那么这些措施是值得的。

尽管我在您的代码中看到了另一个潜在缺陷 - 您在开始和停止之间共享_clientWebSocket和_tokenSource ，因此您可能会在下一种情况下结束：

1. 线程 1调用StartAsync并初始化_clientWebSocket和_tokenSource并存在信号量
2. 线程 2调用StartAsync并覆盖_clientWebSocket和_tokenSource
3. Thread 1 StopAsync调用StopAsync ，这将停止由Thread 2创建的ClientWebSocket ，但没有人会关闭由Thread 1创建的