dotnet 已知问题 警惕 StreamReader 的 EndOfStream 卡住线程
dotnet 已知问题 警惕 StreamReader 的 EndOfStream 卡住线程
在 dotnet 里面，咱会经常使用 StreamReader 辅助类读取 Stream 的内容，比如按行读取等。如果在判断是否读取完成时，使用的是 StreamReader 的 EndOfStream 属性，则可能破坏原本的异步出让逻辑，导致线程被卡住
对于带 UI 的应用程序，如 WPF 等应用来说，如果 UI 线程被卡住，可能会是一个比较重的坑。在 dotnet 里面的 StreamReader 类里面的 EndOfStream 存在一个设计上的问题。访问 EndOfStream 会导致 StreamReader 执行一次同步读取 Stream 的过程
假定 Stream 是一个读取非常慢的对象，如卡顿的网络下的响应内容。此时使用 StreamReader 类进行异步读取，自然不会卡住线程。假定异步读取的是 ReadLineAsync 按行读取，那开发者可能的需求是知道读取完成，常见错误的写法如下
var streamReader = new StreamReader(...);
// 这是错误的实现，错误使用 EndOfStream 作为循环判断条件
while (!streamReader.EndOfStream)
{
var line = await streamReader.ReadLineAsync();
// 忽略其他代码
}以上代码是错误的实现方式，核心原因是在判断是否已经读取完成使用了 EndOfStream 属性而不是 ReadLineAsync 的返回值
正确的实现应该是如下
while (true)
{
var line = await streamReader.ReadLineAsync();
if (line is null)
{
break;
}
}在 ReadLineAsync 或 ReadLine 方法里面，如果一行里面是空文本，则会返回 "" 空字符串。当读取完成的时候，则会返回 null 值
当然了，使用 ReadLine 方法读取的时候，使用 EndOfStream 属性是没有什么问题的，因为本身就在进行同步读写
为什么在使用 ReadLineAsync 异步方法时，不能使用 EndOfStream 属性作为循环结束条件？通过读 dotnet 的实现源代码可以看到 EndOfStream 属性是通过读取一下，看看是不是读取完了，如果读取完就返回 true 的值，否则就继续返回 false 的值
由于 C# 的属性从语法上就不支持异步方法，导致 EndOfStream 属性只能进行同步读取，从而导致 EndOfStream 属性可能卡线程。从 C# 属性设计上讲，通用的属性应该都是获取速度十分快的，然而 EndOfStream 属性违背了这一点，居然是进行同步读取 Stream 内容才能判断，这就导致了如果 StreamReader 所读取的 Stream 是缓慢的，将会导致 EndOfStream 属性返回缓慢
接下来我将编写一个简单的测试代码用于告诉大家使用 EndOfStream 属性在进行异步读取时的缺点
如下面代码，编写了一个 FooStream 类型，这个类型在读取的时候速度非常缓慢
class FooStream : Stream
{
public FooStream()
{
_buffer = "123\r\n"u8.ToArray();
}
private readonly byte[] _buffer;
public override void Flush()
{
}
public override int Read(byte[] buffer, int offset, int count)
{
// 模拟卡顿
Thread.Sleep(10000);
if (count >= _buffer.Length)
{
count = _buffer.Length;
Array.Copy(_buffer, 0, buffer, offset, count);
}
return count;
}
public override long Seek(long offset, SeekOrigin origin)
{
return offset;
}
public override void SetLength(long value)
{
}
public override void Write(byte[] buffer, int offset, int count)
{
}
public override bool CanRead => true;
public override bool CanSeek => false;
public override bool CanWrite => false;
public override long Length => long.MaxValue;
public override long Position { get; set; }
}如以下代码，使用 StreamReader 进行异步读取，且错误使用 EndOfStream 属性作为判断条件
var fooStream = new FooStream();
var streamReader = new StreamReader(fooStream);
while (!streamReader.EndOfStream)
{
var line = await streamReader.ReadLineAsync();
if (line is null)
{
break;
}
}尝试跑起来代码，可以看到在 EndOfStream 属性获取时卡住，在 Visual Studio 里点击暂停，在堆栈窗口可以看到如下代码
> System.Private.CoreLib.dll!System.Threading.Thread.Sleep(int millisecondsTimeout)
HerrigeedaJardarkewel.dll!FooStream.Read(byte[] buffer, int offset, int count)
System.Private.CoreLib.dll!System.IO.StreamReader.ReadBuffer()
System.Private.CoreLib.dll!System.IO.StreamReader.EndOfStream.get()
HerrigeedaJardarkewel.dll!Program.<Main>$(string[] args)
HerrigeedaJardarkewel.dll!Program.<Main>(string[] args)阅读 dotnet 的源代码，可以看到 EndOfStream 属性的实现如下
namespace System.IO
{
// This class implements a TextReader for reading characters to a Stream.
// This is designed for character input in a particular Encoding,
// whereas the Stream class is designed for byte input and output.
public class StreamReader : TextReader
{
public bool EndOfStream
{
get
{
ThrowIfDisposed();
CheckAsyncTaskInProgress();
if (_charPos < _charLen)
{
return false;
}
// This may block on pipes!
int numRead = ReadBuffer();
return numRead == 0;
}
}
internal virtual int ReadBuffer()
{
... // 忽略其他代码
int len = _stream.Read(_byteBuffer, _bytePos, _byteBuffer.Length - _bytePos);
... // 忽略其他代码
}
... // 忽略其他代码
}
}从上面代码可以看到 EndOfStream 是通过判断 ReadBuffer 是否能够读取到内容从而判断是否已经读取完成
在 ReadBuffer 方法里面将执行 _stream.Read 同步的读取方法。如果此时 _stream 的读取缓慢，则会卡住线程
本文代码放在 github 和 gitee 上，可以使用如下命令行拉取代码。我整个代码仓库比较庞大，使用以下命令行可以进行部分拉取，拉取速度比较快
先创建一个空文件夹，接着使用命令行 cd 命令进入此空文件夹，在命令行里面输入以下代码，即可获取到本文的代码
git init
git remote add origin https://gitee.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin 96a09bc149186f9122f263f887257dcbf209d4e3以上使用的是国内的 gitee 的源，如果 gitee 不能访问，请替换为 github 的源。请在命令行继续输入以下代码，将 gitee 源换成 github 源进行拉取代码。如果依然拉取不到代码，可以发邮件向我要代码
git remote remove origin
git remote add origin https://github.com/lindexi/lindexi_gd.git
git pull origin 96a09bc149186f9122f263f887257dcbf209d4e3获取代码之后，进入 Workbench/HerrigeedaJardarkewel 文件夹，即可获取到源代码
腾讯云开发者
