快捷導(dǎo)航

一文帶你了解.Net基于Threading.Mutex實(shí)現(xiàn)互斥鎖

更新時(shí)間：2021年06月17日 09:31:04 作者：初夏的陽(yáng)光丶

互斥鎖是一個(gè)互斥的同步對(duì)象，意味著同一時(shí)間有且僅有一個(gè)線程可以獲取它。這篇文章主要介紹了一文帶你了解.Net基于Threading.Mutex實(shí)現(xiàn)互斥鎖，感興趣的可以了解一下

本文主要講解.Net基于Threading.Mutex實(shí)現(xiàn)互斥鎖

基礎(chǔ)互斥鎖實(shí)現(xiàn)

基礎(chǔ)概念：和自旋鎖一樣，操作系統(tǒng)提供的互斥鎖內(nèi)部有一個(gè)數(shù)值表示鎖是否已經(jīng)被獲取，不同的是當(dāng)獲取鎖失敗的時(shí)候，它不會(huì)反復(fù)進(jìn)行重試，而且讓線程進(jìn)入等待狀態(tài)，并把線程對(duì)象添加到鎖關(guān)聯(lián)的隊(duì)列中，另一個(gè)線程釋放鎖時(shí)會(huì)檢查隊(duì)列中是否有線程對(duì)象，如果有則通知操作系統(tǒng)喚醒該線程，因?yàn)楂@取鎖的線程對(duì)象沒(méi)有進(jìn)行運(yùn)行，即使鎖長(zhǎng)時(shí)間不釋放也不會(huì)消耗CPU資源，但讓線程進(jìn)入等待狀態(tài)和從等待狀態(tài)喚醒的時(shí)間比自旋鎖重試的納秒級(jí)時(shí)間要長(zhǎng)

windows和linux的區(qū)別

在windows系統(tǒng)上互斥鎖通過(guò)CreateMuteEx函數(shù)創(chuàng)建，獲取鎖時(shí)將調(diào)用WaitForMultipleObjectsEx函數(shù)，釋放鎖將調(diào)用ReleaseMutex函數(shù)，線程進(jìn)入等待狀態(tài)和喚醒由系統(tǒng)操作
在Linux上互斥鎖對(duì)象由NetCore的內(nèi)部接口模擬實(shí)現(xiàn)，結(jié)果包含鎖的狀態(tài)值以及等待線程隊(duì)列，每個(gè)托管線程都會(huì)關(guān)聯(lián)一個(gè)pthread_mutex_t對(duì)象和一個(gè)pthread_cond_t對(duì)象，這兩個(gè)對(duì)象友pthread類庫(kù)提供，獲取鎖失敗線程會(huì)調(diào)價(jià)到隊(duì)列pthread_cond_wait函數(shù)等待，另一個(gè)線程釋放鎖時(shí)看到隊(duì)列中有線程則調(diào)用pthread_cond_signal函數(shù)喚醒。

基礎(chǔ)互斥鎖代碼實(shí)現(xiàn)

 public static class MutexDemo
    {
        private static readonly Mutex _lock = new Mutex(false, null);
        private static int _counterA = 0;
        private static int _counterB = 0;

        public static void IncrementCounters()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterA;
                ++_counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void GetCounters(out int counterA, out int counterB)
        {
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                counterA = _counterA;
                counterB = _counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }


    }

互斥鎖(遞歸鎖)

基礎(chǔ)概念：Mutex提供的鎖可重入，已經(jīng)獲取鎖的線程可以再次執(zhí)行獲取鎖的操作，但釋放鎖的操作也要執(zhí)行對(duì)應(yīng)的相同次數(shù)，可重入的鎖又叫遞歸鎖。

實(shí)現(xiàn)原理：遞歸鎖內(nèi)部使用一個(gè)計(jì)數(shù)器記錄進(jìn)入次數(shù)，同一個(gè)線程每獲取一次就加1，釋放一次就減1，減1后如果計(jì)算器為0就執(zhí)行真正的釋放操作。遞歸鎖在單個(gè)函數(shù)中使用沒(méi)有意義，一般嵌套在多個(gè)函數(shù)中

代碼實(shí)現(xiàn)

public static class MutexRecursionDemo
    {
        private static Mutex _lock = new Mutex(false, null);
        private static int _counterA = 0;
        private static int _counterB = 0;

        public static void IncrementCountersA()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterA;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void IncrementCountersB()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void IncrementCounters()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                IncrementCountersA();
                IncrementCountersB();
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }


        public static void GetCounters(out int counterA, out int counterB)
        {
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                counterA = _counterA;
                counterB = _counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }
    }

互斥鎖(跨進(jìn)程使用)

基礎(chǔ)概念：Mutex支持夸進(jìn)程使用，創(chuàng)建是通過(guò)構(gòu)造函數(shù)的第二個(gè)參數(shù)name傳入名稱，名稱以Walterlv.Mutex開(kāi)始時(shí)同一個(gè)用戶的進(jìn)程共享?yè)碛写嗣Q的鎖，如果一個(gè)進(jìn)程中獲取了鎖，那么在釋放該鎖前另一個(gè)進(jìn)程獲取同樣名稱的鎖需要等待，如果進(jìn)程獲取了鎖，但是在退出之前沒(méi)有調(diào)用釋放鎖的方法，那么鎖會(huì)被自動(dòng)釋放，其他當(dāng)前正在等待鎖的京城會(huì)受到AbandonedMuteException異常。

linux實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)臨時(shí)文件的方式實(shí)現(xiàn)

實(shí)現(xiàn)代碼

public static class MutexDemo
    {
        private static Mutex _lock = new Mutex(false, @"Walterlv.Mutex");
        private static int _counterA = 0;
        private static int _counterB = 0;

        public static void IncrementCounters()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterA;
                ++_counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void GetCounters(out int counterA, out int counterB)
        {
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                counterA = _counterA;
                counterB = _counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }
    }

以上代碼只需要復(fù)制一份，在多個(gè)程序中啟動(dòng),調(diào)用MutexDemo.IncrementCounters()則可以看到效果

到此這篇關(guān)于一文帶你了解.Net基于Threading.Mutex實(shí)現(xiàn)互斥鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān).Net 互斥鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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