Web api 调用中的空引用

Question

这是一个奇怪的问题，我不知道这里发生了什么。我有一个 web api 项目，在一个控制器中，对某个方法的调用最终会调用服务中的一个函数，如下所示：

    public MyClassBase GetThing(Guid id)
    {
        if (cache.ContainsKey(id))
        {
            return cache[id];
        }
        else
        {
            var type = typeof(MyClassBase).Assembly.GetTypes().FirstOrDefault
            (
                t => t.IsClass &&
                    t.Namespace == typeof(MyClassBase).Namespace + ".Foo" &&
                    t.IsSubclassOf(typeof(MyClassBase)) &&
                    (t.GetCustomAttribute<MyIdAttribute>()).GUID == id
            );
            if (type != null)
            {
                System.Diagnostics.Debug.WriteLine(string.Format("Cache null: {0}",cache == null));
                var param = (MyClassBase)Activator.CreateInstance(type, userService);
                cache[id] = param;
                return param;
            }
            return null;
        }
    }

cache 只是一个字典：

 protected Dictionary<Guid, MyClassBase> cache { get; set; }

在这个类的构造函数中创建：

 cache = new Dictionary<Guid, MyClassBase>();

这在 99.9% 的情况下都能完美运行，但有时，当第一次启动应用程序时，第一个请求会抛出一个 NullReferenceException - 奇怪的是，它声称来源是这一行：

cache[id] = param;

但问题是，如果cache 为 null（这是不可能的，它是在构造函数中设置的，它是私有的，这是 only 甚至触及它的方法） ，那么它应该扔在：

if (cache.ContainsKey(id))

如果id 为空，那么我会收到来自 api 的错误请求，因为它不会映射，加上我的 linq 语句以获取具有匹配 GUID 的类型将返回空，我'我也在测试。如果param 为null，那也没关系，您可以将字典条目设置为null 值。

这感觉像是一个没有完全初始化的东西的竞争条件，但我看不出它来自哪里或如何防御它。

这是它（偶尔）抛出的一个示例（作为 JSON，因为 web api 返回 json 并且我目前得到它向我吐回错误消息，以便我可以找到它们）：

{
    "message": "An error has occurred.",
    "exceptionMessage": "Object reference not set to an instance of an object.",
    "exceptionType": "System.NullReferenceException",
    "stackTrace": "   at System.Collections.Generic.Dictionary`2.Insert(TKey key, 
        TValue value, Boolean add)\r\n   at 
        System.Collections.Generic.Dictionary`2.set_Item(TKey key, TValue value)\r\n   
        at MyNameSpace.Services.MyFinderService.GetThing(Guid id) in
        c:\\...\\MyFinderService.cs:line 85\r\n   
        at MyNameSpace.Controllers.MyController.GetMyParameters(Guid id) in 
        c:\\...\\Controllers\\MyController.cs:line 28\r\n   at 
        lambda_method(Closure , Object , Object[] )\r\n   at
        System.Web.Http.Controllers.ReflectedHttpActionDescriptor.ActionExecutor.<>c__DisplayClass13.
        <GetExecutor>b__c(Object instance, Object[] methodParameters)\r\n   at
        System.Web.Http.Controllers.ReflectedHttpActionDescriptor.ActionExecutor.Execute(Object instance,
        Object[] arguments)\r\n   at System.Web.Http.Controllers.ReflectedHttpActionDescriptor.
        <>c__DisplayClass5.<ExecuteAsync>b__4()\r\n   at
        System.Threading.Tasks.TaskHelpers.RunSynchronously[TResult](Func`1 func, CancellationToken
        cancellationToken)"
}

line 85 是我在上面突出显示的行。

有点像Heisenbug，但我确实设法让它立即在我的 html 页面上执行此操作（当然，第二次执行它就可以了）：

    $.ajax({
        url: "@Url.Content("~/api/MyController/GetMyParameters")",
    data: { id: '124c5a71-65b7-4abd-97c0-f5a7cf1c4150' },
    type: "GET"
    }).done(function () { console.log("done"); }).fail(function () { console.log("failed") });

    $.ajax({
        url: "@Url.Content("~/api/MyController/GetMyParameters")",
        data: { id: '7cc9d80c-e7c7-4205-9b0d-4e6cb8adbb57' },
    type: "GET"
    }).done(function () { console.log("done"); }).fail(function () { console.log("failed") });

    $.ajax({
        url: "@Url.Content("~/api/MyController/GetMyParameters")",
        data: { id: '1ea79444-5fae-429c-aabd-2075d95a1032' },
    type: "GET"
    }).done(function () { console.log("done"); }).fail(function () { console.log("failed") });

    $.ajax({
        url: "@Url.Content("~/api/MyController/GetMyParameters")",
        data: { id: 'cede07f3-4180-44fe-843b-f0132e3ccebe' },
    type: "GET"
    }).done(function() { console.log("done"); }).fail(function() { console.log("failed")});

快速连续发出四个请求，其中两个在同一点失败，但这里真的很令人生气，它打破了那条线，我可以将鼠标悬停在 cache、id 和 param 上Visual Studio 并查看它们的当前值，并且 none 为空！在每种情况下，cache 的 Count 为 1，这也很奇怪，因为这应该是由 Ninject 创建的单例，所以我开始怀疑 Ninject 有什么问题。

作为参考，在 NinjectWebCommon 中，我正在像这样注册此服务：

kernel.Bind<Services.IMyFinderService>().To<Services.MyFinderService>().InSingletonScope();

注意：我也发布了这个Singletons and race conditions，因为我不能 100% 确定问题不是 Ninject，但我不想将这个问题与太多关于什么的猜想混淆可能是原因。

Answer 1

问题在于Dictionary 不是线程安全的。

查看堆栈跟踪，内部 Dictionary 的内部Insert 方法抛出了异常。所以cache 绝对不是空的。 id 也不能为 null，因为 Guid 是一个值类型。字典中允许空值，因此param 是否为空并不重要。问题是一个线程可能处于更新的中间，导致字典重新分配其内部存储桶，而另一个线程尝试插入另一个值。某些内部状态不一致并抛出。我敢打赌这在初始化期间偶尔会发生一次，因为那是缓存往往会被填满的时候。

您需要使此类成为线程安全的，这意味着锁定对字典的访问，或者（甚至更容易）使用像ConcurrentDictionary 这样被设计为线程安全的类。