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C#中的lock、Monitor、Mutex學(xué)習(xí)筆記

更新時(shí)間：2015年01月20日 10:51:07 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了C#中的lock、Monitor、Mutex學(xué)習(xí)筆記,本文講解的都是線程同步的一些知識,需要的朋友可以參考下

線程：線程是進(jìn)程的獨(dú)立執(zhí)行單元，每一個(gè)進(jìn)程都有一個(gè)主線程，除了主線程可以包含其他的線程。

多線程的意義：多線程有助于改善程序的總體響應(yīng)性，提高CPU的效率。

多線程的應(yīng)用程序域是相當(dāng)不穩(wěn)定的，因?yàn)槎鄠€(gè)線程在同一時(shí)間內(nèi)都能運(yùn)行共享的功能模塊。為了保護(hù)應(yīng)用程序的資源不被破壞，為多線程程序提供了三種加鎖的機(jī)制，分別是：Monitor類、Lock關(guān)鍵字和Mutex類。

1. lock

lock實(shí)現(xiàn)的功能是：使后進(jìn)入的線程不會中斷當(dāng)前的線程，而是等待當(dāng)前線程結(jié)束后再繼續(xù)執(zhí)行。

應(yīng)用：

復(fù)制代碼代碼如下:

private Object thisLock=new object();

   lock(thisLock){
               //鎖定的代碼塊
    }

注意：避免鎖定 public 類型，否則實(shí)例將超出代碼的控制范圍。

常見的結(jié)構(gòu) lock (this)、lock (typeof (MyType)) 和 lock ("myLock")
違反此準(zhǔn)則：如果實(shí)例可以被公共訪問，將出現(xiàn) lock (this) 問題。
如果 MyType 可以被公共訪問，將出現(xiàn) lock (typeof (MyType)) 問題。
由于進(jìn)程中使用同一字符串的任何其他代碼將共享同一個(gè)鎖，所以出現(xiàn) lock(“myLock”) 問題。
最佳做法是定義 private 對象來鎖定, 或 private static 對象變量來保護(hù)所有實(shí)例所共有的數(shù)據(jù)。
下面舉例說明lock的應(yīng)用：
下面的例子中創(chuàng)建了5個(gè)次線程，次線程完成的任務(wù)就是：輸出線程編碼，延遲1秒，然后輸出當(dāng)時(shí)的時(shí)間

Example：

復(fù)制代碼代碼如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace ConsoleApplication5 {
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
        Console.WriteLine ("程序開始時(shí)間："+DateTime.Now .ToString());
        Example ex=new Example ();
        Thread []threads=new Thread[5];
        for (int i=0;i<5;i++)
        {
        threads[i]=new Thread (new ThreadStart(ex.OutPut));
        threads[i].Name =string.Format ("Worker thread#{0}",i) ;
        }
        foreach(Thread t in threads){
        t.Start();
        }
        Console.WriteLine("主線程最后一句代碼！"+DateTime.Now.ToString());
        }
    }
    class Example{
    private static object thisLock=new object ();
    public void OutPut()
    {
    lock(thisLock){
    Console .WriteLine("->{0}",Thread.CurrentThread.Name);
    Thread.Sleep(1000);
    Console.WriteLine(DateTime.Now);
    }
    }

    }
}

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

圖1：加lock

圖2：沒有l(wèi)ock

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，加lock后，程序每次只能執(zhí)行一個(gè)線程，只有當(dāng)前線程執(zhí)行完了，才會執(zhí)行下一個(gè)線程未加lock，程序執(zhí)行混亂，容易阻塞。

2. Monitor

lock是對Monitor的Enter和Exit的一個(gè)封裝，因此Monitor類的Enter()和Exit()方法的組合使用可以用lock關(guān)鍵字替代。

Monitor類除了具有l(wèi)ock的功能外，還有以下功能：

TryEnter()解決長期死等的問題，如果一個(gè)并發(fā)經(jīng)常發(fā)生，并且持續(xù)時(shí)間很長，使用TryEnter，可以有效防止死鎖或者長時(shí)間的等待。

Wait()釋放對象上的鎖，以便允許其他線程鎖定和訪問該對象。在其他線程訪問對象時(shí)，調(diào)用線程將等待。脈沖信號用于通知等待線程有關(guān)對象狀態(tài)的更改。

Pulse(),PulseAll()向一個(gè)或多個(gè)等待線程發(fā)送信號。該信號通知等待線程鎖定對象的狀態(tài)已更改，并且鎖的所有者準(zhǔn)備釋放該鎖。等待線程被放置在對象的就緒隊(duì)列中以便它可以最后接收對象鎖。一旦線程擁有了鎖，它就可以檢查對象的新狀態(tài)以查看是否達(dá)到所需狀態(tài)。

注意：Pulse、PulseAll和Wait方法必須從同步的代碼塊內(nèi)調(diào)用。

3. Mutex(互斥體)

Mutex的突出特點(diǎn)是可以跨應(yīng)用程序域邊界對資源進(jìn)行獨(dú)占訪問，即可以用于同步不同進(jìn)程中的線程，這種功能是以犧牲更多的系統(tǒng)資源為代價(jià)的。

互斥體Mutex和事件對象EventWaitHandler屬于內(nèi)核對象，利用內(nèi)核對象進(jìn)行線程同步，線程必須要在用戶模式和內(nèi)核模式間切換，所以一般效率很低，但利用互斥對象和事件對象這樣的內(nèi)核對象，可以在多個(gè)進(jìn)程中的各個(gè)線程間進(jìn)行同步。

互斥體Mutex類似于一個(gè)接力棒，拿到接力棒的線程才可以開始跑，當(dāng)然接力棒一次只屬于一個(gè)線程(Thread Affinity)，如果這個(gè)線程不釋放接力棒(Mutex.ReleaseMutex)，那么其他所有需要接力棒運(yùn)行的線程只能等著看熱鬧。

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