如何使 Stack.Pop 线程安全

Question

我正在使用在此问题中发布的BlockingQueue代码，但意识到我需要考虑到我的程序的运行方式，使用堆栈而不是队列。我将其转换为使用堆栈并根据需要重命名了该类。为了提高性能，我删除了 Push 中的锁定，因为我的生产者代码是单线程的。

我的问题是在（现在）线程安全堆栈上工作的线程如何知道它何时为空。即使我在 Count 周围添加另一个线程安全包装器，像 Push 和 Pop 那样锁定底层集合，我仍然会遇到访问 Count 和 Pop 不是原子的竞争条件。

我认为可能的解决方案（这是首选方案，我是否缺少任何效果更好的解决方案？）：

1. 消费者线程捕获由 Pop() 抛出的 InvalidOperationException。
2. 当 _stack->Count == 0 时，Pop() 返回 nullptr，但是 C++-CLI 没有像 C# 那样的 default() 运算符。
3. Pop() 返回一个布尔值并使用输出参数返回弹出的元素。

这是我现在使用的代码：

generic <typename T>
public ref class ThreadSafeStack
{
public:
  ThreadSafeStack()
  {
    _stack = gcnew Collections::Generic::Stack<T>();
  }

public:
  void Push(T element)
  {
    _stack->Push(element);
  }

  T Pop(void)
  {
    System::Threading::Monitor::Enter(_stack);
    try {
      return _stack->Pop();
    }
    finally {
      System::Threading::Monitor::Exit(_stack);
    }
  }

public:
  property int Count {
    int get(void)
    {
      System::Threading::Monitor::Enter(_stack);
      try {
        return _stack->Count;
      }
      finally {
        System::Threading::Monitor::Exit(_stack);
      }
    }
  }

private:
  Collections::Generic::Stack<T> ^_stack;
};

Answer 1

就我个人而言，我会使用您的选项 3.，但将其重命名为 TryPop()。

这将使其行为更像框架的 ConcurrentQueue.TryDequeue（在 .NET 4 中）。

---

编辑：

我会这样声明：

public:
bool TryPop([Out] T% result);

在您的实现中，您只需在方法主体中设置 T 值...

Answer 2

选项 #3 是可行的方法，Marc Gravell 发布了 BufferedQueue/BlockingQueue 的出色实现 他称之为 SizeQueue：

创建阻塞队列在 .NET 中？

鉴于 Marc 的队列示例，在堆栈中交换应该非常容易，并且它会以类似的方式工作。