C# Mutex實(shí)現(xiàn)線程與進(jìn)程同步的技術(shù)指南
1、簡(jiǎn)述
在多線程或多進(jìn)程程序中，如果多個(gè)線程/程序同時(shí)訪問同一資源（文件、數(shù)據(jù)庫、端口、共享內(nèi)存），很容易導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突或程序異常。為了解決這種“并發(fā)訪問沖突”，C# 提供了強(qiáng)大的同步原語 —— Mutex（互斥量）。
本文將深入講解：
- 什么是 Mutex
- Mutex 的常見應(yīng)用場(chǎng)景
- 本地線程級(jí)鎖與跨進(jìn)程鎖的區(qū)別
- 實(shí)戰(zhàn)樣例（單實(shí)例程序、防止重復(fù)寫文件、多線程同步）
2、什么是 Mutex？
Mutex（Mutual Exclusion）互斥量 是一種同步機(jī)制，用于確保同一時(shí)間只有一個(gè)線程或進(jìn)程能夠訪問特定資源。
關(guān)鍵特征：
- Mutex 可以跨線程同步，也可以跨進(jìn)程同步；
- 與
lock語句不同，Mutex可以命名； - 可以通過名稱在不同程序間共享。
3、實(shí)踐樣例
3.1 基本使用方法
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static void Main()
{
using (var mutex = new Mutex())
{
mutex.WaitOne(); // 請(qǐng)求進(jìn)入臨界區(qū)
Console.WriteLine("線程進(jìn)入臨界區(qū)...");
Thread.Sleep(2000); // 模擬工作
Console.WriteLine("線程退出臨界區(qū)。");
mutex.ReleaseMutex(); // 釋放鎖
}
}
}
輸出：
線程進(jìn)入臨界區(qū)...
線程退出臨界區(qū)。
當(dāng)多個(gè)線程運(yùn)行這段代碼時(shí)，會(huì) 排隊(duì)等待 獲取鎖，避免同時(shí)訪問資源。
3.2 跨進(jìn)程 Mutex（命名互斥量）
通過為 Mutex 指定名稱（例如 "Global\\MyAppMutex"），可以實(shí)現(xiàn)跨進(jìn)程級(jí)的鎖機(jī)制。即使是兩個(gè)不同的程序?qū)嵗?，也可以共享同一把互斥鎖。
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static Mutex? _mutex;
static void Main()
{
bool createdNew;
// 命名 Mutex，可被不同進(jìn)程共享
_mutex = new Mutex(true, "Global\\MyUniqueAppName", out createdNew);
if (!createdNew)
{
Console.WriteLine("程序已在運(yùn)行，請(qǐng)勿重復(fù)啟動(dòng)！");
return;
}
Console.WriteLine("程序運(yùn)行中，按任意鍵退出...");
Console.ReadKey();
_mutex.ReleaseMutex();
}
}
運(yùn)行兩次該程序：
程序已在運(yùn)行，請(qǐng)勿重復(fù)啟動(dòng)！
這樣可以防止用戶誤啟動(dòng)多個(gè)實(shí)例。
3.3 多線程寫文件保護(hù)
多個(gè)線程同時(shí)寫文件時(shí)，如果沒有同步，很容易導(dǎo)致文件被覆蓋或數(shù)據(jù)混亂。
using System;
using System.IO;
using System.Threading;
class Program
{
static readonly Mutex fileMutex = new Mutex();
static void Main()
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
int threadId = i;
new Thread(() => WriteLog(threadId)).Start();
}
}
static void WriteLog(int id)
{
fileMutex.WaitOne(); // 獲取鎖
try
{
string message = $"線程 {id} 在 {DateTime.Now} 寫入日志\n";
File.AppendAllText("log.txt", message);
Console.WriteLine($"? {message}");
Thread.Sleep(500); // 模擬寫入時(shí)間
}
finally
{
fileMutex.ReleaseMutex(); // 釋放鎖
}
}
}
輸出：
線程 0 在 2025/10/24 寫入日志
線程 1 在 2025/10/24 寫入日志
...
文件內(nèi)容會(huì)有序?qū)懭耄粫?huì)出現(xiàn)錯(cuò)亂或覆蓋。
3.4 跨進(jìn)程文件訪問控制
兩個(gè)不同的程序（甚至是不同用戶進(jìn)程）寫同一個(gè)文件時(shí)，也可以使用命名 Mutex防止沖突：
using System;
using System.IO;
using System.Threading;
class Program
{
static void Main()
{
using (var mutex = new Mutex(false, "Global\\FileWriteLock"))
{
Console.WriteLine("等待文件鎖...");
mutex.WaitOne();
try
{
File.AppendAllText("shared.txt", $"寫入時(shí)間：{DateTime.Now}\n");
Console.WriteLine("寫入完成。");
Thread.Sleep(3000);
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex();
}
}
}
}
如果同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)實(shí)例，它們會(huì)依次寫入 shared.txt 文件，避免數(shù)據(jù)混亂。
3.5 線程安全的資源管理
你可以用 Mutex 保護(hù)一些昂貴資源（例如數(shù)據(jù)庫連接、緩存文件、串口設(shè)備）：
class SharedResource
{
private readonly Mutex _mutex = new Mutex();
private int _counter = 0;
public void SafeIncrement()
{
_mutex.WaitOne();
try
{
_counter++;
Console.WriteLine($"當(dāng)前計(jì)數(shù)：{_counter}");
}
finally
{
_mutex.ReleaseMutex();
}
}
}
4、結(jié)語
通過本文，你已經(jīng)掌握了：
Mutex的概念與適用場(chǎng)景；- 單實(shí)例程序控制；
- 多線程與跨進(jìn)程同步；
- 文件寫入保護(hù)與資源安全訪問。
Mutex 是 C# 同步機(jī)制中最強(qiáng)大的工具之一，特別適用于需要跨進(jìn)程協(xié)調(diào)資源的場(chǎng)景（如后臺(tái)服務(wù)、日志系統(tǒng)、文件寫入、硬件訪問等）。
到此這篇關(guān)于C# Mutex實(shí)現(xiàn)線程與進(jìn)程同步的技術(shù)指南的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C# Mutex線程與進(jìn)程同步內(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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