キューにデータがあるのに、キューカウントが０件？

お世話になります。C#にて、キュークラスを利用しプログラミングを行っております。構築したプログラムにて、以下のような処理にてキュー取得ができない？事象が発生しております。

以下処理
1 スレッドから定周期にキューのデータを取得している
2 キュー取得時は、カウントを取得して、カウントが０以上ならば、キューからデータを取得
3 取得時にモニター（monitor.enter）処理をしている

事象
1 キューは0件
2 キューにデータAを登録（キューに1件）
3 なにかの原因でデータAが、取得できない。※ここの原因を調査中
4 5分経過後、タイムアウトと判定し（Timerクラスを利用）
タイムアウトデータBを、キューに登録。（キューに2件）
5 キューから、データAが取得された。（キューに1件）
6 キューから、タイムアウトデータBが取得された。（キューに0件）

ソース確認すると、データが入っているのに、カウント値が０の場合だと
事象ににたような現象が発生すると考察できるのでうすが、このような事象
の経験はございますでしょうか？ご教授お願いいたします。

フレームワーク：2.0
OS：Windows7

C#
1コード
2private Queue<SysmgrMatrixEventQueData> _sysmgrMatrixEventQue;
3private SysmgrMatrixEventQueData GetMatrixEventQueData()
4{
5try
6{
7  Monitor.Enter(_sysmgrMatrixEventQue);
8
9  if (_sysmgrMatrixEventQue.Count > 0)
10  {
11  // イベントキューからデータを取得
12  return _sysmgrMatrixEventQue.Dequeue();
13  }
14  }
15  catch (InvalidOperationException exp)
16  {
17    LoggingInfo(LoggingDest.LOG4NET, 
18      string.Format("Sysmgr.GetMatrixEventQueData(): {0}", exp.Message);
19  }
20  catch (SynchronizationLockException exp)
21  {
22    LoggingInfo(LoggingDest.LOG4NET, 
23      string.Format("Sysmgr.GetMatrixEventQueData(): {0}", exp.Message));
24  }
25  catch (ArgumentNullException exp) 
26  {
27    LoggingInfo(LoggingDest.LOG4NET, 
28      string.Format("Sysmgr.GetMatrixEventQueData(): {0}", exp.Message));
29  }
30  finally
31  {
32     Monitor.Exit(_sysmgrMatrixEventQue); 
33  }
34}
35

行動規範の内容に同意します

回答2件

ConcurrentQueue(Of T) クラスは使えないんですか？

スレッドセーフでないものをマルチスレッドで使うには相当理解しないといけないと思うんですよね

投稿2015/12/13 22:12

dojikko

総合スコア3939

Tak1wa

2015/12/14 01:32

Framework2.0とのことなので無理じゃないでしょうかね。なのでlock構文も使わずMonitorしているのだと思います。

nobysanz

2015/12/14 02:51

コメントありがとうございます。 Framework4は、ConcurrentQueue(Of T) クラス　なんてものがあるのですね！ Tak1waさんの、コメントのとおりです...

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

こういうプログラム構造をproducer-consumerパターンと呼びます。
結城浩先生のデザインパターン入門マルチスレッド編を是非お読みいただきたいのですが、このプログラムを見ていきましょう。

まずこのコード、実際のコードではなく質問のために短く書き直したエッセンスですね。ifが偽だった場合に戻り値を返さないのでコンパイルが通らないはずです。
そして恐らくキモは偽だった場合です。実際にはどんなフローになりますか？多分ですがwhileかgotoか何かでリトライしており、モニターブロックから外に出ていないのではないでしょうか。

すると、キューにデータを突っ込む側が永遠に待たされます。キューに入れるデータの準備は出来ているのに長さが0と見えてしまう原因はきっとそんな感じ。

よみ出し側はtimerを使って一定時間ポーリンクするのではなく、モニターでWait()するようにしないといけません。Wait()なら一時的にモニターを放棄しますので、データ発生側スレッドはキューに入れられます。そして入れたらモニターをNotifyAll()して消費側スレッドをまた動き出させるのです。

投稿2015/12/11 23:07

yuba

総合スコア5568

nobysanz

2015/12/12 01:41

お世話になっております。実際は、whileでループしている処理から掲載の関数を呼び出し、データを取得しております。また、呼び出した関数は、キューの長さが0ならば、nullを返してきます。改めてご確認させてください。当該関数は、データがあればそのデータを返し、なければnullを返します。このとき、モニターブロック（Entry()からExit()）を抜け出していると認識しておりますが、間違いないでしょうか？

yuba

2015/12/12 02:00

try-finallyであればモニターは抜けていますね。では挿入側をブロックしているわけではないと。ではもう一つの可能性は、何か別のスレッドがモニターを取得せずに（もしくは間違えて別のモニターを取得して）このキューにアクセスしてしまっており、アクセス競合でデータ構造を壊してしまっている、という線です。こちらはいかがでしょうか。

eripong

2015/12/12 06:26 編集

https://teratail.com/questions/22396 と同じ件だとすれば、EnQueueで排他していませんね。 yubaさんの言うとおり、WaitしてNotifyAllする仕組みが必要と思います。 C#なので、 http://stackoverflow.com/questions/209281/c-sharp-equivalent-to-javas-wait-and-notify にあるようにWaitとPulseAllでしょうか。 https://teratail.com/questions/22393 も同じ気がします。

nobysanz

2015/12/12 06:50

ご指摘を受け、改めてソースコードを確認いたしましたところ、挿入側では、モニターを取得せずに該当のキューにアクセスしておりました。当該事象は、挿入側でモニターを取得せずにアクセスしたため、競合が起こりデータ構造を壊してしまったことで発生したと考えてよろしいでしょうか？

eripong

2015/12/12 07:09

その可能性が高いと思います。 C#には詳しくないのですが、 http://www.atmarkit.co.jp/ait/articles/0506/15/news114_2.html のような実装をすればよいのではないでしょうか。

yuba

2015/12/12 07:53

排他制御が不足していてデータ構造を壊してしまった事例は、こちらはJavaですがこんな記事もどうぞ。 http://www.atmarkit.co.jp/ait/spv/0803/28/news141.html

nobysanz

2015/12/13 22:09

皆様、情報ありがとうございます。マルチスレッドのプログラムから、1つのキューを操作する場合は、排他制御を考慮しないといけないですね。冷静に考えると基本的な事・・・。ありがとうございました！