异步陷阱之死锁篇

提倡异步编程旨在给用户更好的前端体验，但异步编程也让学习成本和犯错几率大大升高，其中最常见且最难处理的就是死锁。

何谓“死锁”，英文术语称“Deadlock”，当两个以上的运算单元，双方都在等待对方停止运行，以取得系统资源，但是没有一方提前退出时，这种状况，就称为死锁。

举个例子吧，这里是一段经典的死锁示例代码：

int sharedResource1 = 1, sharedResource2 = 2;var lockResource1 = newobject();var lockResource2 = newobject();var t1 = newThread(() =>{
    Console.WriteLine("thead 1 begin");    lock (lockResource1)
    {
        Thread.Sleep(10);        lock (lockResource2)
        {
            sharedResource1++;
            sharedResource2++;
        }
    }
    Console.WriteLine("thead 1 end");
});var t2 = newThread(() =>{
    Console.WriteLine("thead 2 begin");    lock (lockResource2)
    {
        Thread.Sleep(10);        lock (lockResource1)
        {
            sharedResource1++;
            sharedResource2++;
        }
    }

    Console.WriteLine("thead 2 end");
});

t1.Start();
t2.Start();

运行结果如下，永远也不会看到“thread x end”：
 
这是一个不同次序请求加锁导致死锁，归功于我们的教材对此类死锁的解释非常详细，这里我一笔带过，接下来看看日常开发中经常遇到的一些更具体的死锁情况――线程死锁。

场景1―Task之间互相等待导致死锁：

Task t1 = null, t2 = null;
t1 = Task.Factory.StartNew(() =>{
    Console.WriteLine("task 1 begin");
    Task.Delay(10);
    Task.WaitAll(t2);
    Console.WriteLine("task 1 end");
});

t2 = Task.Factory.StartNew(() =>{
    Console.WriteLine("task 2 begin");
    Task.Delay(10);
    Task.WaitAll(t1);
    Console.WriteLine("task 2 end");
});

Task.WaitAll(t1, t2);
Console.WriteLine("Done");

场景2―WinForm Invoke抢夺UI线程死锁：

privatevoid button1_Click(object sender, EventArgs e)
{    var t = Task.Factory.StartNew<string>(() =>
        {

            Thread.Sleep(0);            var text = Invoke(newFunc<string>(() =>

            {                // do some ui-dependent works
                return Text;

            }));            return text + " - new title";

        });
    Text = t.Result;
}

场景3―WPF Dispatcher切换死锁

privatevoid Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{    var t = Task.Factory.StartNew<Brush>((state) =>
    {
        Task.Delay(10);        var clr = (Color)newColorConverter()
            .ConvertFromInvariantString(state asstring);        var brush = Dispatcher.Invoke<SolidColorBrush>(() =>
            {                // do some works
                returnnewSolidColorBrush() { Color = clr };
            });        return brush;
    }, "red");
    theButton.Background = t.Result;
}

这里将各种无关代码精简筛除，基本上很快就可以发现这些情况中的问题，是的，实际上以上几种场景均是同一个原因――wait线程锁：主执行线程调用子线程后挂起等待子线程结果，子线程又需要切换到主线程或者等待主线程返回，从而导致两个线程均处在阻塞状态（死锁），如下图所示：

 

解决方案很简单，去除所有的同步等待，至少确保在主线程上一定不要使用同步等待，如何操作呢？你可以到多种选择，这里我提几点，抛砖引玉，希望大家可以在实际应用中或者更多灵感和解决方法。

1、去除所有wait，使用async和await关键字重写，推荐使用。    
这里或许你会有些迷惑，为什么async和await就能保证不会线程死锁呢？如下图示意代码片段，当前线程执行完（1）之后，接着执行（2），注意这里执行（2）会切换线程，但是不是阻塞当前线程，.NET在这里耍了个“花招”，实际编译器发现async和await关键字的时候会自动插入一些代码，利用状态机在（3）的位置做了个标记，让当前线程“飞”了一会，等到await所处的子线程结束的时候，修改状态机状态，让当前线程恢复到（3）这里，接着就可以跑（4），从开发者的角度来看，好像这一段代码是顺序执行的。重要的是，这里没有wait锁。

2、去除所有wait，使用Task.ContinueWith来实现代码顺序。    
var ta = new Task(()=>{ doSome(); });    
ta.ContinueWith((tc)=>{ doAnother(tc.Result); });

3、去除所有wait，将wait之后的代码移到单独的调用中，使用事件或者回调函数的方式，在子线程结束的时候，激活主线程。以WinForm为例，如下图所示：    

附上文中所提到测试的代码工程：下载地址