循環バッファはスレッドセーフですか？もしそうでなければ、どうすればいいのですか？

Question

循環バッファクラスを作成し、2つの異なるスレッドからアクセスする必要があります。循環バッファは2次元配列を使用し、1次元は行数、もう1つは浮動小数点配列の要素（2048）を使用します。ユーザーインターフェイススレッドは、任意の時点ですべての行を配列から読み取ることができます。バックグラウンドスレッドは、この配列に挿入する必要のある2048個の浮動小数点数を取得するTCPサーバースレッドです。ここでそれでユーザーインターフェーススレッドがすべての行を取得するコード

static class CircularArrayBuffer 
    { 

    static float[,] buffer; 
    static int columns, rows; 
    static int nextFree = 0; 

    public static void CreateBuffer(int _columns, int _rows) 
    { 
     columns = _columns; 
     rows = _rows; 

     buffer = new float[rows,columns]; 
     nextFree = 0;  //reset pointer to first free buffer 
    } 

    public static float[] GetData(int index) 
    { 
     if (index > rows) 
     { 
      throw new System.ArgumentException("Index cannot be more than rows", "index"); 
     } 

     float[] rowArray = new float[columns]; 

     Buffer.BlockCopy(buffer, (((nextFree - 1 + index) % rows) * 4 * columns), rowArray, 0, columns * 4); //takes 2 microseconds! 

     return rowArray; 
    }  

    public static void AddData(float[] rowArray) //number of columns must be set! 
    { 
     if (rowArray.Count() > columns) 
     { 
      throw new System.ArgumentException("Data length cannot be more than number of columns", "columns"); 
     } 

     Buffer.BlockCopy(rowArray, 0, buffer, nextFree * 4 * columns, columns * 4); 
     nextFree = (nextFree + 1) % rows; 
    } 
} 

ある50msごとかそこら背景TCPサーバは、1行毎に50ミリ秒程度を添加することにします。ユーザーインターフェイススレッドは、実際にはOpenGLのOnRenderコールバックです。私はこのクラスの問題にぶつかりますか？もしそうなら、それを避ける方法は？ ありがとう、Tom

Answer 1

スレッドセーフではありません。あなたはこのような何かを試してみてください ：GetData内のスレッドはそれを

複数のスレッドを使用しようとしている間にAddDataからnextFreeを変更する別のスレッドを停止することは何もない理由

• static class CircularArrayBuffer 
  { 
  
      static float[,] buffer; 
      static int columns, rows; 
      static int nextFree = 0; 
      static readonly ReaderWriterLockSlim rwLockSlim = new ReaderWriterLockSlim(); 
  
      public static void CreateBuffer(int _columns, int _rows) 
      { 
       columns = _columns; 
       rows = _rows; 
  
       buffer = new float[rows, columns]; 
       nextFree = 0;  //reset pointer to first free buffer 
      } 
  
      public static float[] GetData(int index) 
      { 
       try 
       { 
        rwLockSlim.EnterReadLock(); 
        if (index > rows) 
        { 
         throw new System.ArgumentException("Index cannot be more than rows", "index"); 
        } 
  
        float[] rowArray = new float[columns]; 
  
        Buffer.BlockCopy(buffer, (((nextFree - 1 + index) % rows) * 4 * columns), rowArray, 0, columns * 4); //takes 2 microseconds! 
       } 
       catch(Exception ex) 
       { 
        //handle the exception nicely 
       } 
       finally 
       { 
        rwLockSlim.ExitReadLock(); 
       } 
       return rowArray; 
      } 
  
      public static void AddData(float[] rowArray) //number of columns must be set! 
      { 
       try 
       { 
        rwLockSlim.EnterWriteLock(); 
        if (rowArray.Count() > columns) 
        { 
         throw new System.ArgumentException("Data length cannot be more than number of columns", "columns"); 
        } 
  
        Buffer.BlockCopy(rowArray, 0, buffer, nextFree * 4 * columns, columns * 4); 
        nextFree = (nextFree + 1) % rows; 
       } 
       catch(Exception ex) 
       { 
        //handle the exception nicely 
       } 
       finally 
       { 
        rwLockSlim.ExitWriteLock(); 
       } 
      } 
  } 
  

  そして、ここですAddDataにアクセスしてnextFreeを変更すると、Buffer.BlockCopyはデータを間違ったインデックスに入れます

Answer 2

GetData（）の途中で書き込みが行われると、常に値が一致しなくなる可能性があります。おそらくロックを使ってGetdataとAdddataオペレーションをアトミックにして、一貫した値を取得したいと思うでしょう。また、サイドノートではおそらく今のところうまくいきますが、その価値が言及されて以来、すぐにロックを取得できない場合にUIスレッドをフリーズすることを避けるためにGet呼び出しを非同期にするのは常に良いことです。