C# 中方法的时间限制

Question

我有一个游戏框架，其中有一个实现 IBotInterface 的机器人列表。这些机器人是由用户定制的，唯一的限制是它们必须实现接口。

然后游戏会调用机器人中的方法（希望是并行的）来处理各种事件，例如 yourTurn 和 roundStart。我希望机器人在被迫退出计算之前只花费有限的时间来处理这些事件。

我正在尝试的一个例子是：（其中 NewGame 是委托）

Parallel.ForEach(Bots, delegate(IBot bot)
                {
                    NewGame del = bot.NewGame;
                    IAsyncResult r = del.BeginInvoke(Info, null, null);
                    WaitHandle h = r.AsyncWaitHandle;
                    h.WaitOne(RoundLimit);
                    if (!r.IsCompleted)
                    {
                        del.EndInvoke(r);
                    }
                }
            );

在这种情况下，我被迫运行 EndInvoke() ，它可能不会终止。我想不出一种方法来干净地中止线程。

如果有某种形式那就太好了

try { 
 bot.NewGame(Info);
} catch (TimeOutException) {
 // Tell bot off.
} finally {
 // Compute things.
}

，但我认为不可能做出这样的构造。

这样做的目的是优雅地处理那些意外出现无限循环或需要很长时间计算的人工智能。

解决这个问题的另一种可能的方法是使用类似的方法（使用更多的 c# 和更少的伪代码），

Class ActionThread {
    pulbic Thread thread { get; set; }
    public Queue<Action> queue { get; set; }

    public void Run() {
        while (true) {
            queue.WaitOne();
            Act a = queue.dequeue();
            a();
        }
    }

Class foo {
    main() {
        ....
        foreach(Bot b in Bots) {
            ActionThread a = getActionThread(b.UniqueID);
            NewGame del = b.NewGame;
            a.queue.queue(del);
        }
        Thread.Sleep(1000);
        foreach (ActionThread a in Threads) {
            a.Suspend();
        }
    }
}

这不是最干净的方法，但它会起作用。 （稍后我会担心如何传入参数并取出返回值）。

[进一步编辑]

我不太确定应用程序域是什么，从它的外观来看我可以这样做，但它看不出它有什么帮助

我希望不要期待恶意代码。试图杀死其他机器人线程并不是赢得游戏的有效方法。我只是想给每个机器人一秒钟的时间来计算，然后继续游戏流程，所以主要期待这里的代码缓慢或有错误。

我正在尝试看看我能用 Task 做什么，慢慢地到达某个地方。

我会读一下 CAS 能做什么，谢谢你们

[更多编辑]

我头疼，我似乎无法再思考或编码了。我正在为每个机器人的专用线程设置一个消息传递系统，并将挂起/睡眠这些线程，

我决定使用完全套接字的服务器客户端系统。这样客户端就可以做任何它想做的事情，如果它拒绝回复服务器消息，我将忽略它。可惜事情发展到了这个地步。

Answer 1

不幸的是，没有 100% 安全的方法可以干净地终止线程，正如您似乎想要的那样。

您可以尝试多种方法，但它们都有一些您可能需要考虑的副作用和缺点。

唯一干净、安全且经过批准的方法是获得相关线程的合作，并好好地询问。然而，如果您能控制代码，这只是 100% 有保证的方法。既然你不是，那就不会。

问题就在这里。

• 如果您执行 Thread.Abort，您可能会面临将应用程序域留在不安全状态。可能有文件保持打开状态、网络或数据库连接保持打开状态、内核对象处于无效状态等。
• 即使您将线程放入其自己的应用程序域中，并在中止线程后拆除应用程序域，您也无法100% 安全，您的流程将来不会因此而出现问题。

让我们看看为什么合作也不会是 100%。

假设有问题的线程经常需要调用您的库代码，以便在屏幕上绘图或执行其他操作。您可以轻松地检查这些方法，并引发异常。

然而，这个异常可能会被捕获并被吞掉。

或者，有问题的代码可能会进入无限循环，根本不调用您的库代码，这会让您回到第一个方向，如何在不合作的情况下干净地杀死线程。

我已经说过你不能。

然而，有一种方法可能有效。您可以将机器人生成到自己的进程中，然后在超时时终止该进程。这将为您提供更高的成功机会，因为至少操作系统会在进程终止时处理它管理的所有资源。当然，您可以让该进程在系统上留下损坏的文件，因此，它并不是 100% 干净的。

以下是 Joe Duffy 的博客文章，其中详细解释了这些问题： 托管代码和异步异常强化。

Answer 2

.NET 4.0 Task 为您提供了取消方面的相当大的灵活性。

在您已将 CancelationToken 传递到的 Task 中运行委托，例如 这个。

这里有一个更完整的示例。

编辑

根据反馈，我相信正确的答案是遵循这个计划：

1. 限制AI使用CAS，这样它就不能访问线程原语或弄乱文件。< /p>

2. 给它一个心跳回调，它在道德上有义务从长循环内部调用。如果线程花费的时间太长，此回调将引发异常。

3. 如果 AI 超时，请为其记录一个弱动作，并给它一小段时间来调用该回调。如果没有，只需让线程进入休眠状态，直到下一轮。如果它永远无法摆脱困境，它将继续记录弱动作，直到进程因为它是后台线程而将其杀死。

4. 利润！

Answer 3

一种选择当然是自己启动一个新的线程，而不是依赖 BeginInvoke。您可以通过 Thread.Join 实现超时，并在必要时通过 Thread.Abort（毫不客气地）终止线程。

Answer 4

正如我在 @Lasse 的回答中提到的，您确实应该考虑使用代码访问安全来限制机器人在系统上执行的操作。您确实可以限制机器人可以执行的操作（包括删除它们访问线程 API 的能力）。可能值得考虑将每个机器人视为病毒，因为您无法控制它对您的系统执行的操作，并且我假设您的游戏将作为完全信任的应用程序运行。

也就是说，如果您限制每个机器人使用 CAS 执行的操作，您也许能够终止线程，而不必担心损坏您的系统。如果机器人陷入无限循环，我怀疑您唯一的办法就是终止线程，因为以编程方式，它将永远无法到达任何检查 Thread.Abort 信号的代码。

这篇 MSDN 文章 可能会为您提供一些有关如何更有效地终止失控线程的指导终止线程函数。

你真的必须尝试所有这些事情并向自己证明这可能是最好的解决方案。

或者，如果这是一款竞技游戏并且机器人作者必须公平竞争，您是否考虑过让游戏为每个机器人提供一个“回合令牌”，机器人必须在它想要调用的每个动作以及游戏翻转时呈现该“回合令牌” ，它给所有机器人一个新的令牌。这可能让您现在只需要担心失控的线程，而不用担心轮到时间太长的机器人。

编辑

只是为了添加一个地方供人们查看安全权限标志枚举会让您了解从哪里开始。如果您删除 SecurityPermissionFlag.ControlThread 权限（例如，仅授予代码执行权限并排除 ControlThread），您将删除它们

能够使用某些高级功能
线程上的操作。

我不知道无法访问的操作的范围，但周末弄清楚这一点将是一个有趣的练习。

Answer 5

我认为唯一的问题是条件倒置。仅当任务成功完成时，您才应调用 EndInvoke。

粗略建议：

var goodBots = new List<IBot>();
var results = new IAsyncResult[Bots.Count];
var events = new WaitHandle[Bots.Count];
int i = 0;
foreach (IBot bot in Bots) {
    NewGame del = bot.NewGame;
    results[i] = del.BeginInvoke(Info, null, null);
    events[i++] = r.AsyncWaitHandle;
}
WaitAll(events, RoundLimit);
var goodBots = new List<IBot>();
for( i = 0; i < events.Count; i++ ) {
    if (results[i].IsCompleted) {
        goodBots.Add(Bots[i]);
        EndInvoke(results[i]);
        results[i].Dispose();
    }
    else {
        WriteLine("bot " + i.ToString() + " eliminated by timeout.");
    }
}
Bots = goodBots;

更好的方法是显式地为每个机器人启动一个线程，这样您就可以暂停行为不当的机器人（或降低其优先级），这样它们就不会继续从良好的机器人那里窃取 CPU 时间。

Answer 6

另一种设计方案可能是允许每个机器人成为自己的进程，然后使用 IPC 机制来交换数据。您通常可以终止进程而不会产生任何可怕的影响。