C#實現(xiàn)單線程異步互斥鎖的示例代碼
前言
C#對異步的支持越來越成熟,async、await簡化了代碼也提高了可讀性,但由于在一段上下文中有了異步操作,意味著這段操作可能會被同時重復(fù)調(diào)用,如果本身沒有被設(shè)計可以重復(fù)調(diào)用的情況下,就很可能會出問題。
一、異步互斥鎖的作用是什么
異步互斥鎖的作用是用于確保存在異步操作的上下文同步互斥。可以參考flutter的插件mutex功能與本文基本一樣。
示例一、創(chuàng)建和銷毀
有創(chuàng)建和銷毀兩個方法,兩個方法中都有異步操作,兩個方法可以單獨調(diào)用,但不可以同時調(diào)用。
單線程中連續(xù)調(diào)用創(chuàng)建和銷毀(不在同一個上下文無法用await),如果沒有互斥限制有可能出現(xiàn)如下的操作:
創(chuàng)建開始->創(chuàng)建異步操作->消息隊列->銷毀開始->銷毀異步操作->消息隊列->銷毀完成->消息隊列->創(chuàng)建完成
加入異步互斥鎖之后
加鎖->創(chuàng)建開始->創(chuàng)建完成->解鎖
加鎖等待->銷毀開始->銷毀完成->解鎖
二、如何實現(xiàn)
由于操作都是在單線程我們直接用標識+隊列就可以實現(xiàn)一個互斥鎖。
1、標識
(1)標識是否鎖住
bool _lock = false;
(2)加鎖
_lock=true;
(3)解鎖
_lock=false;
2、異步通知
通過TaskCompletionSource可以實現(xiàn)異步通知
(1)創(chuàng)建對象
var tcs = new TaskCompletionSource();
(2)返回Task
return tcs.Task;
(3)通知完成
tcs.SetResult();
3、等待隊列
用一個隊列來記錄等待加鎖的請求。
(1)創(chuàng)建隊列
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
(2) 等待加鎖
_queue.Enqueue(tcs);
(3)加鎖成功
_queue.Dequeue().SetResult();
三、完整代碼
/// <summary> /// 異步鎖,非線程鎖,只能用于單線程異步環(huán)境中。 /// </summary> class AsyncMutex { Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>(); bool _lock = false; /// <summary> /// 獲取鎖 /// </summary> /// <returns>返回Task,await后即進入了鎖</returns> public Task Acquire() { if (_lock) { var tcs = new TaskCompletionSource(); _queue.Enqueue(tcs); return tcs.Task; } _lock = true; return Task.CompletedTask; } /// <summary> /// 嘗試獲取鎖 /// 因為是單線程環(huán)境,重復(fù)調(diào)用需要切換上下文,否則是無法成功的。 /// 比如可以await Task.Delay(30); /// </summary> /// <returns>是否成功</returns> public bool TryAcquire() { if (_lock) return false; return _lock = true; } /// <summary> /// 釋放鎖 /// </summary> public void Release() { if (_queue.Count > 0) { _queue.Dequeue().SetResult(); } else { _lock = false; } } }
四、使用示例
1、基本用法
直接加鎖
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex(); async void test() { await _mtx.Acquire(); //custom code _mtx.Release(); }
2、嘗試加鎖
加鎖成功才執(zhí)行操作
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex(); void test() { if (_mtx.TryAcquire()) { //custom code _mtx.Release(); } }
超時等待
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex(); async void test() { //超時等待300ms bool isLock = false; for (int i = 0; i < 10; i++) { if (isLock = _mtx.TryAcquire()) break; await Task.Delay(30); } if (isLock) { //custom code _mtx.Release(); } }
3、加鎖對比
(1)未加鎖
async void test(int num) { Console.WriteLine("enter " + num); //模擬異步操作 await Task.Delay(10); Console.WriteLine("exit " + num); } //.net 6.0 test(1); test(2); test(3);
可能出現(xiàn)的組合,效果預(yù)覽
(2)加鎖
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex(); async void test(int num) { await _mtx.Acquire(); Console.WriteLine("enter " + num); //模擬異步操作 await Task.Delay(10); Console.WriteLine("exit " + num); _mtx.Release(); } //.net 6.0 test(1); test(2); test(3);
效果預(yù)覽
總結(jié)
本文簡單的實現(xiàn)了單線程的異步互斥鎖,實現(xiàn)起來相對簡單,但作用還是比較大的。雖然說有些情況的異步是可以在前期設(shè)計上避免同時調(diào)用,比如登錄按鈕點擊后出現(xiàn)蒙板不允許再次點擊,但是對于已存在的代碼出現(xiàn)了同時調(diào)用問題,此時有互斥鎖則可以避免大范圍改動代碼,有效解決問題。
以上就是C#實現(xiàn)單線程異步互斥鎖的示例代碼的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于C#單線程異步互斥鎖的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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