foreach 集合又拋經典例外了，這次一定要刨根問底-有解無憂

一：背景

1. 講故事

最近同事在寫一段業務邏輯的時候，程式跑起來總是報：集合已修改；可能無法執行列舉操作，硬是沒有找到什么情況下會導致這個例外產生，就讓我來找一下bug，其實這個例外在座的每個程式員幾乎都遇到過，誰也不是一生下就是大牛，簡單看了下代碼，確實是多執行緒操作foreach，但并沒有對foreach進行Add，Remove操作，掃完代碼其實我也是有點懵，沒撤只能除錯了，在foreach里套一層trycatch，查看例外的執行緒堆疊從而找出了問題代碼，代碼簡化如下：


        static void Main(string[] args)
        {
            var dict = new Dictionary<int, int>()
            {
                [1001] = 1,
                [1002] = 10,
                [1003] = 20
            };

            foreach (var userid in dict.Keys)
            {
                dict[userid] = dict[userid] + 1;
            }
        }

先尋找點安慰，說實話，憑肉眼你覺得這段代碼會拋出例外嗎？反正我是被騙過了，大寫的尷尬，結論如下，運行一下便知，

從圖中看確實是例外，說明在foreach的程序中連迭代集合的 value 都不可以修改，這讓我激起了強烈的探索欲，看看FCL中到底是怎么限制的，

二：原始碼探索

1. 從IL中尋找答案

C#已發展到 9.0 了，到處都充斥著語法糖，有時候不看一下底層的IL都不知道到底是轉化成了什么，所以這個是必須的，


	IL_000d: callvirt instance void class [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2<int32, int32>::set_Item(!0, !1)
	IL_001b: callvirt instance void class [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2<int32, int32>::set_Item(!0, !1)
	IL_0029: callvirt instance void class [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2<int32, int32>::set_Item(!0, !1)
	IL_0037: callvirt instance valuetype [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2/KeyCollection/Enumerator<!0, !1> class [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2/KeyCollection<int32, int32>::GetEnumerator()

	.try
	{
		IL_003d: br.s IL_005a
		// loop start (head: IL_005a)
			IL_003f: ldloca.s 1
			IL_0041: call instance !0 valuetype [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2/KeyCollection/Enumerator<int32, int32>::get_Current()
			IL_004c: callvirt instance !1 class [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2<int32, int32>::get_Item(!0)
			IL_0053: callvirt instance void class [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2<int32, int32>::set_Item(!0, !1)
			IL_005a: ldloca.s 1
			IL_005c: call instance bool valuetype [System.Collections]System.Collections.Generic.Dictionary`2/KeyCollection/Enumerator<int32, int32>::MoveNext()
			IL_0061: brtrue.s IL_003f
		// end loop

		IL_0063: leave.s IL_0074
	} // end .try
	finally
	{

	} // end handler

從IL代碼中可以看到，先執行了三次字典的索引器操作，然后呼叫了 Dictionary.GetEnumerator 來生成字典的迭代類，這思路就非常清晰了，然后我們看一下類索引器都做了些什么，

從圖中可以看到，每一次的索引器操作，這里都執行了version++，所以字典初始化完成之后，這里的 version=3，沒有問題吧，然后繼續看代碼，尋找 Dictionary.GetEnumerator 方法啟動迭代類，

上面代碼的 _version = dictionary._version; 一定要看仔細了，在啟動迭代類的時候記錄了當時字典的版本號，也就是_version=3，然后繼續探索moveNext方法干了什么，如下圖：

從圖中可以看到，當每次執行moveNext的程序中，都會判斷一下字典的 version 和當初初始化迭代類中的version 版本號是否一致，如果不一致就拋出例外，所以這行代碼就是點睛之筆了，當在foreach體中執行了 dict[userid] = dict[userid] + 1; 陳述句，相當于又執行了一次類索引器操作，這時候字典的version就變成 4 了，而當初初始化迭代類的時候還是3，自然下一次執行 moveNext 就是 3 != 4 拋出例外了，

如果你非要讓我證明給你看，這里可以使用dnspy直接除錯原始碼，在例外那里下一個斷點再查看兩個version版本號不就知道啦，，，

2. 面對疾風

有些朋友可能要說，碼農今天分享的這篇一點水準都沒有，我18年前就知道字典是不能動態修改的，還分析的頭頭是勁??????，

但是我有話要說，這個還確實是我的一個盲區，平時在迭代字典的時候value一般都是參考型別，動態修改參考型別的值自然是沒有問題的，這是因為你不管怎么修改都不會改變 _version 版本號，但質疑我的也不要把話說的太滿，因為這種操作是非常語意化非常大眾的需求，你能保證后面net版本不支持這個嗎？？？如果你說不可能，那恭喜你，被我帶到坑里面去啦，??????

下面我用原封不動的代碼在 .net 5 下跑一次，睜大眼睛好好看哦~~~