C#中的lock、Monitor、Mutex學(xué)習(xí)筆記
線程:線程是進程的獨立執(zhí)行單元,每一個進程都有一個主線程,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)用程序域是相當不穩(wěn)定的,因為多個線程在同一時間內(nèi)都能運行共享的功能模塊。為了保護應(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制,分別是:Monitor類、Lock關(guān)鍵字和Mutex類。
1. lock
lock實現(xiàn)的功能是:使后進入的線程不會中斷當前的線程,而是等待當前線程結(jié)束后再繼續(xù)執(zhí)行。
應(yīng)用:
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")
違反此準則:如果實例可以被公共訪問,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。
由于進程中使用同一字符串的任何其他代碼將共享同一個鎖,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 對象變量來保護所有實例所共有的數(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,然后輸出當時的時間
Example:
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);
}
}
}
}
實驗結(jié)果如下:
圖1:加lock
圖2:沒有l(wèi)ock
從實驗結(jié)果可以看出,加lock后,程序每次只能執(zhí)行一個線程,只有當前線程執(zhí)行完了,才會執(zhí)行下一個線程未加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,如果一個并發(fā)經(jīng)常發(fā)生,并且持續(xù)時間很長,使用TryEnter,可以有效防止死鎖或者長時間 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,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()向一個或多個等待線程發(fā)送信號。該信號通知等待線程鎖定對象的狀態(tài)已更改,并且鎖的所有者準備釋放該鎖。等待線程被放置在對象的就緒隊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的突出特點是可以跨應(yīng)用程序域邊界對資源進行獨占訪問,即可以用于同步不同進程中的線程,這種功能是以犧牲更多的系統(tǒng)資源為代價的。
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,可以在多個進程中的各個線程間進行同步。
互斥體Mutex類似于一個接力棒,拿到接力棒的線程才可以開始跑,當然接力棒一次只屬于一個線程(Thread Affinity),如果這個線程不釋放接力棒(Mutex.ReleaseMutex),那么其他所有需要接力棒運行的線程只能等著看熱鬧。
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