带有委托的 QueueUserWorkItem 不起作用，但 WaitCallBack 确实起作用

Question

在下面的问题中，我发现了一个以类型安全的方式调用 QueueUserWorkItem 的巧妙技巧，您可以传递一个委托而不是 WaitCallBack 和一个对象。然而，它并不像人们期望的那样工作。

What's the difference between QueueUserWorkItem() and BeginInvoke(), for performing an asynchronous activity with no return types needed

这里有一些演示该问题的示例代码和输出。

for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
    // doesn't work - somehow DoWork is invoked with i=10 each time!!!
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(delegate { DoWork("closure", i); });

    // not type safe, but it works
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(new WaitCallback(DoWork), Tuple.Create("    WCB", i));
}

void DoWork(string s, int i)
{
    Console.WriteLine("{0} - i:{1}", s, i);
}

void DoWork(object state)
{
    var t = (Tuple<string, int>)state;
    DoWork(t.Item1, t.Item2);
}

这是输出：

closure - i:10
    WCB - i:0
closure - i:10
    WCB - i:2
    WCB - i:3
closure - i:10
    WCB - i:4
closure - i:10
    WCB - i:5
closure - i:10
    WCB - i:6
closure - i:10
    WCB - i:7
closure - i:10
    WCB - i:8
closure - i:10
    WCB - i:9
    WCB - i:1
closure - i:10

请注意，当使用闭包调用 QueueUserWorkitem 时，i=10 永远调用，但使用 WaitCallBack 时，您会得到正确的值，0-9。

所以我的问题是：

1. 为什么在使用闭包/委托方式时没有传递正确的 i 值？
2. 我到底怎么能长到 10 岁？在循环中，它的值只有 0-9 对吗？

Answer 1

这两个问题的答案都与创建匿名方法时的闭包范围有关。

当你这样做时：

// Closure for anonymous function call begins here.
for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
    // i is captured
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(delegate { DoWork("closure", i); });
}

您正在整个循环中捕获i。这意味着您非常快速地将十个线程排队，当它们开始时，闭包已将 i 捕获为 10。

为了解决这个问题，您可以通过在循环中引入一个变量来缩小闭包的范围，如下所示：

for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
    // Closure extends to here.
    var copy = i;

    // **copy** is captured
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(delegate { DoWork("closure", copy); });
}

这里，闭包并没有超出循环，而只是延伸到里面的值。

也就是说，对 QueueUserWorkItem 的第二次调用会产生所需的结果，因为您在委托排队时创建了 Tuple<T1, T2>，此时值是固定的。

请注意in C# 5.0, the behavior for foreach was changed because it happens so often (where the closure closes over the loop) and causes a number of people a lot of headaches（但不是您使用的for）。

如果您想利用这一点，您可以在Enumerable class 上拨打Range method 以使用foreach：

foreach (int i in Enumerable.Range(0, 10))
{
    // Closure for anonymous function call begins here.
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(delegate { DoWork("closure", i); });
}

Answer 2

这是因为变量是如何被捕获的：委托将在实际执行时获取i 的值，而不是在声明时，所以到那时它们都是 10。尝试复制到局部变量：

for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
    int j = i;        
    ThreadPool.QueueUserWorkItem(delegate { DoWork("closure", j); });