c# async/await でテキスト書き込みすると抜けがある

Question

private static async void hoge(object i)
{

await Task.Run(() =>
        {
            FileStream fs = new FileStream("log.txt", FileMode.Append, FileAccess.Write, FileShare.ReadWrite);
            StreamWriter sw = new StreamWriter(fs, System.Text.Encoding.UTF8);
            TextWriter tw = TextWriter.Synchronized(sw);
            tw.WriteLine(DateTime.Now.ToString("yyyy/MM/dd HH:mm:ss:ffff"));
            tw.Flush();
            fs.Close();
        }
    );

}

for (int i = 0; i < 100; i++)
{
hoge(i);
}

この場合、書き出されたファイルを見ると抜けがあるのですが、どうしたらよいのでしょうか？

よろしくお願いします。

Answer 1

非同期で同時並行的に実行されるので、同じファイルへの書き込みが競合し、一度書いたところを別のスレッドが上書きしたりして抜けたようになるのだと思います。

複数スレッドからの呼び出しで安全に動作（いわゆるスレッドセーフ）させたいのであれば、排他制御するのが一般的です。C#にはlockという便利な機能があります。
async/awaitはこういうケースとは違う目的で使うので、ここでは使う必要はありません。
コード例

private static object locker = new object();

private static void hoge(object i)  
{ 
	lock(locker)	// 複数スレッドから同時にhogeが呼ばれても、このブロック内は1スレッドずつ実行されます。
	{
		FileStream fs = new FileStream("log.txt", FileMode.Append, FileAccess.Write, FileShare.Read);
		StreamWriter sw = new StreamWriter(fs, System.Text.Encoding.UTF8);
		sw.WriteLine(DateTime.Now.ToString("yyyy/MM/dd HH:mm:ss:ffff"));
		sw.Flush();
		fs.Close();
	}
}

とりあえず、これで抜けが生じることはなくなります。排他制御をしているのでTextWriter.Synchronizedは不要です。また、同時にオープンすることはなくなるので、ファイル共有モードはFileShare.Readで良いです。
ただ、ファイルオープン／クローズは結構時間がかかる処理なので、できればStreamWriterまではあらかじめ作っておいて、ファイル書き出しメソッドではWriteLine/Flushだけを行い、終了時にクローズする、というようにした方が良いと思います。

Comments

[takagi.1994]

ご丁寧な回答ありがとうございます。
アドバイスを参考に書き直してみます。

Answer 2

非同期実行、マルチスレッド実行でスレッドセーフでは無いものに触る時は常にクリティカルセクションを意識しましょう

早い時点で見つかってよかったですね
見つからない時は実運用になって発覚とかままありますので..

Comments

[takagi.1994]

ありがとうございます。知らないことばかりで参考になりました。

Answer 3

こんにちは。

FileStreamコンストラクタでロックが発生し、排他を取られている間に、
並列処理によって処理順序が保証されなくなってしまっているのでは。

ファイル書き込み処理を非同期にしたいのであればforブロックを含めて非同期化することを検討してはどうでしょうか。

Comments

[takagi.1994]

回答ありがとうございます。
実際に行いたいのは、logを残すためtxtファイルに追記させていきたいのですが、
forとしたのは、実際にはあまりないのですが、複数のスレッドから大量のログが吐き出されたときにすべて残るようにしたいのですが、その想定としてforでまわしてみたのです。

[Tak1wa]

そういう用途であれば、catsforepawさんが仰っているようにlock機構を使用してスレッドセーフな実装を行うようにしてください。

[takagi.1994]

貴重なアドバイスありがとうございました。

[Tak1wa]

ちなみにログ出力用途であればTraceListenerを利用すると良いです。（※スレッドセーフな実装は別途必要）。log4netなどは基本的にスレッドセーフに作られているので利用を検討するのも良いと思います。

[takagi.1994]

ありがとうございます。
勉強してみます。