使用多线程使用 iTextSharp 生成 Datamatrix 会导致崩溃答案

【问题标题】：Generating Datamatrix with iTextSharp using multithreading causes crash使用多线程使用 iTextSharp 生成 Datamatrix 会导致崩溃
【发布时间】：2021-09-23 13:50:39
【问题描述】：

为标签生成数据矩阵时，我的代码崩溃了。经过大量测试，我确定这是由于多线程造成的，但我无法确定原因。

我正在使用 iTextSharp v5.5.13.2（Nuget 包）。将复制错误的代码如下：

        for(int i = 0; i < 10; i++)
        {
            ThreadPool.QueueUserWorkItem(x =>
            {
                iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix dataMatrix = new iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix();

                dataMatrix.Height = 18;
                dataMatrix.Width = 18;
                dataMatrix.ForceSquareSize = true;

                dataMatrix.Generate("TestData");
            });
            Console.WriteLine(i);
        }

这是错误：

System.IndexOutOfRangeException: 'Index was outside the bounds of the array.'
This exception was originally thrown at this call stack:
    iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix.B256Encodation(byte[], int, int, byte[], int, int, int, int, int)
    iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix.GetEncodation(byte[], int, int, byte[], int, int, int, bool)
    iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix.Generate(byte[], int, int)
    iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix.Generate(string)
    DataAccessTesting.Form1.Function1_Click.AnonymousMethod__59_0(object) in Form1.cs
    System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.WaitCallback_Context(object)
    System.Threading.ExecutionContext.RunInternal(System.Threading.ExecutionContext, System.Threading.ContextCallback, object, bool)
    System.Threading.ExecutionContext.Run(System.Threading.ExecutionContext, System.Threading.ContextCallback, object, bool)
    System.Threading.QueueUserWorkItemCallback.System.Threading.IThreadPoolWorkItem.ExecuteWorkItem()
    System.Threading.ThreadPoolWorkQueue.Dispatch()
    ...
    [Call Stack Truncated]

如果我删除多线程，它运行得非常好。所以这段代码有效：

        for (int i = 0; i < 10; i++)
        {
            iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix dataMatrix = new iTextSharp.text.pdf.BarcodeDatamatrix();

            dataMatrix.Height = 18;
            dataMatrix.Width = 18;
            dataMatrix.ForceSquareSize = true;

            dataMatrix.Generate("TestData");
            Console.WriteLine(i);
        }

我在应用程序中使用多线程来生成所有标签并立即开始打印它们，即使其他标签仍在生成。强迫他们等到其他人完成处理会显着降低应用程序的速度，因此删除多线程是最后的选择。

如何在不移除多线程的情况下防止此错误发生？

编辑：我一直被告知我没有完整的代码。我再次测试，通过将我添加的代码放入按钮事件中，我可以复制错误。这是一个屏幕截图。

【问题讨论】：

在 Winforms 应用程序和控制台应用程序中尝试，无论是否使用线程，都无法重现错误。您确定要显示所有相关代码吗？
@evilmandarine 是的，我确定。我将此代码放在 WinForms 应用程序的按钮事件中。我可能会删除这个问题，因为我们使用了另一个似乎可以工作的库。另外，现在我们推出许可证时无需支付许可证费用。
@NicholaiRen - 代码不完整。要发生此错误，您必须在 ThreadPool.QueueUserWorkItem lambda 中使用 i。您的问题是您没有捕获局部变量。不过，您必须发布完整的代码才能获得答案。
@NicholaiRen - 抱歉，我刚看到截图。显然您的代码是完整的，这意味着组件中必须有一些static 状态，以防止多个实例在不同的线程中运行。存在固有的竞争条件。
@Enigmativity 奇怪的是，我现在可以重现该问题。确实有静态字段：private static int[][] f; private static int[][] switchMode;。使这些不是静态的并使类中的某些方法不是静态的可以解决问题：pastebin.com/PFnqBYQa。不确定我可以将其发布为答案。这个其他库也很旧，但效果很好：github.com/msmuelle-astrumit/DataMatrix.net.

标签： c# multithreading itext barcode datamatrix

【解决方案1】：

反编译库中的BarcodeDatamatrix 确认Generate 方法不是线程安全的，因为使用了以下字段（感谢@Enigmativity 的富有洞察力的评论）：

private static int[][] f;
private static int[][] switchMode;

以下位置的类使这些字段（以及使用它们的其他方法）不是static，从而解决了线程安全问题。重要提示：如果库/NuGet（实际上是此类）得到更新，如果您想使用最新版本，可能需要再次执行此操作：
https://pastebin.com/PFnqBYQa

替代解决方案
使用可用的DataMatrix.net 库here 或here（旧库，不确定哪个更好）。

其他信息
我还测试了 ZXing.NET，但 FNC1 字符（例如组分隔符 \x1D）无法正常工作。这适用于上述库。

代码示例（用于替代库）：

// ZXING: FNC1 not working
//var dm = new BarcodeWriter
//{
//    Format = BarcodeFormat.DATA_MATRIX,
//    Options =
//    {
//        GS1Format = true,
//        PureBarcode = true
//    }
//};

//var gs1Code = "0107612345678900171" + "\x1D" + "00503";
//var bmp = dm.Write(gs1Code);
//return bmp;


// Datamatrix.NET
var imageEncoder = new DmtxImageEncoder();
var options = new DmtxImageEncoderOptions
{
    ModuleSize = 8,
    MarginSize = 30,
    BackColor = Color.White,
    ForeColor = Color.Black,
    Scheme = DmtxScheme.DmtxSchemeAsciiGS1
};

var barcode = txt1.Text.Length == 13 
    ? "0" + txt1.Text
    : txt1.Text;

return imageEncoder.EncodeImage("01" + barcode
                              + "10" + txt2.Text + "\x1D"
                              + "21" + txt3.Text
                              , options);

【讨论】：