For循环中创建带参数Thread时迭代变量j值异常原因排查

我在测试一段代码，需要在for循环中重复执行任务，每次循环更新变量。代码如下：

for (int j = 0; j < 6; j++)
{
    _waitNextBatch++;
    Console.WriteLine($"{_waitNextBatch}");

    BatchSensor bs = new BatchSensor { SensorName = $"batch - {j}" };

    new Thread(() => SimulateBS(bs, j)).Start();
}

运行后发现，SimulateBS方法能获取正确的bs对象，但所有线程的迭代变量j要么是循环最后一次的值6，要么是混乱的中间值，比如输出：

batch - 0 | 6
batch - 2 | 6
batch - 5 | 6
batch - 4 | 6
batch - 3 | 6
batch - 1 | 6

或者：

batch - 0 | 2
batch - 1 | 3
batch - 2 | 3
batch - 3 | 5
batch - 4 | 5
batch - 5 | 6

核心原因：闭包捕获的是变量引用，而非当前值 #

• 代码中的lambda表达式() => SimulateBS(bs, j)捕获的是迭代变量j的引用，而非创建线程那一刻j的具体数值。整个for循环里，j是同一个变量，每次循环只是更新它的取值。
• for循环的执行速度远快于线程的启动和初始化，当线程真正开始执行SimulateBS时，循环可能已经完成了多次迭代，甚至直接走到了循环结束后的j=6（因为循环条件是j<6，最后一次循环后j会自增到6）。
• 这就导致线程读取到的j是它执行瞬间变量的当前值，而非创建线程时的数值，所以会出现要么全是6，要么是混乱中间值的情况。

为什么bs能获取正确值？ #

因为每次循环内部都新建了BatchSensor bs = new BatchSensor { ... }，每个线程捕获的是当前循环中新建的bs对象的引用。每个循环的bs都是独立实例，不会被后续循环的赋值覆盖，所以每个线程能拿到对应循环的正确对象。

解决方法 #

要让线程拿到创建时的j值，核心是让每个线程捕获当前迭代的值的副本而非变量引用，常见两种方式：

1. 在循环内部创建局部变量保存当前j的值，让lambda捕获这个局部变量：

for (int j = 0; j < 6; j++)
{
    _waitNextBatch++;
    Console.WriteLine($"{_waitNextBatch}");

    BatchSensor bs = new BatchSensor { SensorName = $"batch - {j}" };
    // 保存当前迭代的j值到局部变量
    int currentJ = j;
    new Thread(() => SimulateBS(bs, currentJ)).Start();
}

2. 如果使用C# 5及以上版本，也可以改用Parallel.For等并行循环方式，但第一种方法兼容性更好，适用于所有C#版本。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Oiproks