Task.Factory.StartNew(() => {})の中で変数が勝手に書き換わってしまう原因が知りたい。

Question

提示コードの///コメント部内のコードですがfor文のループ変数jが勝手に書き換わってしまいます、コンソールログ参照。これはなぜでしょうか？filePathList.Count の値は確かに１なのですが、書き換わる原因が知りたいです。

コンソールログ

ああああ
1
1
うううう　0
いういいい　1
例外がスローされました: 'System.ArgumentOutOfRangeException' (System.Private.CoreLib.dll の中)
型 'System.ArgumentOutOfRangeException' の例外が System.Private.CoreLib.dll で発生しましたが、ユーザー コード内ではハンドルされませんでした
Index was out of range. Must be non-negative and less than the size of the collection.

ソースコード

        private async void buttonConvert_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if(folderBrowserDialogSavePath.SelectedPath != "")
            {
                if(filePathList.Count > 0)
                {     
                    Debug.WriteLine("ああああ");
                    for (int i = 0; i < filePathList.Count; i++)
                    {
                        string file = Path.GetFileName(filePathList[i]);
                        file = Path.ChangeExtension(file,".jpeg");
                        file = folderBrowserDialogSavePath.SelectedPath + "\\" + file;
                        filePathList_Save.Add(file);
                    }
           
                    buttonConvert.Enabled = false;
                    Stopwatch sw = new Stopwatch();
                    sw.Start();
                    var slim = new SemaphoreSlim(5);
          

                    Debug.WriteLine(filePathList.Count);
                    Debug.WriteLine(filePathList_Save.Count);

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
                    for(int j = 0; j < filePathList.Count; j++)
                    {
                        Debug.WriteLine("うううう　"　+ j);

                        taskList.Add(Task.Factory.StartNew(() => 
                        { 
                            Debug.WriteLine("いういいい　" + j);
                            Process(slim, filePathList[j],filePathList_Save[j]);
                            this.Invoke((Action)(() =>
                            {
                                progressBar_float += progressBarPerFile;
                                progressBar.Value = (int)progressBar_float;
                            }));
                        }));                          
                    }
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
                    await Task.WhenAll(taskList);
                    buttonConvert.Enabled = true;

                    slim.Dispose();
                    progressBar.Value = 0;
                    sw.Stop();
                    TimeSpan ts = sw.Elapsed;

                    Debug.WriteLine("convert time:  " + ts.TotalSeconds +"."+ ts.Milliseconds);
                }
                else
                {
                    MessageBox.Show("NO input file(s)", "", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
                }
            }
            else
            {
                MessageBox.Show("\n\n NO set save path", "", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
            }

        }

Comments

[YAmaGNZ]

非同期で実行されているからでは？

[kikukiku]

jのインスタンスは下記で作成されています。
for(int j = 0; j < filePathList.Count; j++)

Debug.WriteLine("いういいい　" + j);にて
複数存在する別スレッドから共通同じインスタンスjにアクセスしています。

別スレッドが動作中も、UIスレッド上のbuttonConvert_Clickは動作し続けるので
jはカウントアップされます。

別スレッドの動作するタイミングによって、
変数jが１のときにjを参照すれば１になるし、
変数jが２のときにjを参照すれば２になるということ。

なので下記のように変数kのインスタンスを毎回作成してあげれば
別スレッドから個別のインスタンスkを参照するようになるので
期待する動作をするのではないか。

Debug.WriteLine("うううう　"　+ j);
var k = j;
taskList.Add(Task.Factory.StartNew(() =>
{
Debug.WriteLine("いういいい　" + k);

[退会済みユーザー]

質問ですが "別スレッドの動作するタイミングによって、"についてもうちょっと詳しく聞いてもいいですか？
"buttonConvert_Clickが動作し続ける"というところの意味がわかりません。

[kikukiku]

うーん、上記の文章でわからないとなると、
図を書いて説明が必要なのかもですが
申し訳ないのですが、面倒すぎて説明の気力が湧きません。
別スレッドの起動ですが、別スレッドを起動する命令が実行されても
実際にはすぐ実行されるのか、時間をおいてから実行されるのかは
保証がないため、早く実行されれば、カウントが１になることもあるし、
遅く実行されれば、カウントが２になることもあるでしょう。

Answer 1

変数が書き換わるのは、コメント欄で kikukiku さんが書いてらっしゃるように、それぞれのタスクが同じ変数を参照しているからです。
このような場合は、StartNew(Action<Object>, Object) を使って Process の起動に必要なパラメタを渡すといいと思います。
下の例では object[] に入れてますが、構造体、クラス、タプル、あるいは匿名クラスを使うのも良いでしょう。
（インデックス j のみ渡してもOK）

    (略）
// Action<object> を定義
Action<object> action = (object obj) => {
    object[] args = (object[])obj;
    Process((SemaphoreSlim)args[0], (string)args[1], (string)args[2]);
};

for (int j = 0; j < filePathList.Count; j++) {
    taskList.Add(Task.Factory.StartNew(action, 
        new object[] { slim, filePathList[j], filePathList_Save[j] }));
    (略）

NET6 の場合は

// Action<object?> を定義
Action<object?> action = (object? obj) => {
    if (obj is not object[] args) {
        throw new ArgumentNullException(nameof(obj));
    }
    Process((SemaphoreSlim)args[0], (string)args[1], (string)args[2]);
};

for を foreach に変えてもOK

for(int j = 0; j < filePathList.Count; j++)
         ↓
foreach (int j in Enumerable.Range(0, filePathList.Count))

Comments

[退会済みユーザー]

質問ですが以下の警告が出るのですがこれはどういう意味なのでしょうか？
[

重大度レベル コード 説明 プロジェクト ファイル 行 抑制状態
警告 CS8620 型 'Action<object>' の引数は、参照型の NULL 値の許容の違いにより、'Task TaskFactory.StartNew(Action<object?> action, object? state)' の型 'Action<object?>' のパラメーター 'action' には使用できません。 HEIC_Converter C:\Users\yw325\Desktop\HEIC_Converter\HEIC_Converter\Main.cs 222 アクティブ

]

[KOZ6.0]

あ、NET6 ですか。
見たまんまです。Action<object> を Action<object?> に変えてください。