【CSharp】线程同步
lock语句
lock语句是设置锁定和解除锁定的一种简单方式。
开启20个任务，每个任务对相同的初始值为0的字段各加一50000次，理论上的结果为20*50000 = 1000000。但是，多次运行该程序几乎得不到正确的结果。
方法DoTheJob及其在IL语言中的代码如下：
public void DoTheJob() { for (int i = 0; i < 50000; i++) { _sharedState.State += 1; } }.method public hidebysig instance void DoTheJob() cil managed { // 代码大小 46 (0x2e) // 该方法使用大栈的大小 .maxstack 3 // 定义局部变量 // 定义了一个int32类型的局部变量V_0，索引为0 // 定义了一个bool 类型的局部变量V_1，索引为1 .locals init (int32 V_0, bool V_1) // 如果修补操作码，则填充空间。尽管可能消耗处理周期，但未执行任何有意义的操作 IL_0000: nop // 将整数值0作为int32推送到评估堆栈上 // 即：i的初始值 IL_0001: ldc.i4.0 // 从评估堆栈的顶部弹出当前值并将其存储到索引为0的句柄变量量表中 // 即：i = 0 IL_0002: stloc.0 // 无条件地将控制转移到目标指令（短格式） // 即：跳转执行 i< 50000 IL_0003: br.s IL_0021 // 如果修补操作码，则填充空间。 // 尽管可能消耗处理周期，但未执行任何有意义的操作 IL_0005: nop IL_0006: nop // 将索引为 0 的变量的值加载到评估堆栈上 IL_0007: ldarg.0 // 查找对象中其引用当前位于评估堆栈的字段的值 IL_0008: ldfld class SynchronizatonSamples.SharedState SynchronizatonSamples.Job::_sharedState // 复制评估堆栈上当前最顶端的值，然后将副本推送到评估堆栈上 IL_000d: dup // 对对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到评估堆栈上 IL_000e: callvirt instance int32 SynchronizatonSamples.SharedState::get_State() // 将整数值 1 作为 int32 推送到评估堆栈上 IL_0013: ldc.i4.1 // 将两个值相加并将结果推送到评估堆栈上 IL_0014: add // 对对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到评估堆栈上 IL_0015: callvirt instance void SynchronizatonSamples.SharedState::set_State(int32) // 如果修补操作码，则填充空间。尽管可能消耗处理周期，但未执行任何有意义的操作 IL_001a: nop IL_001b: nop IL_001c: nop // 将索引 0 处的局部变量加载到评估堆栈上 IL_001d: ldloc.0 // 将整数值 1 作为 int32 推送到评估堆栈上 IL_001e: ldc.i4.1 // 将两个值相加并将结果推送到评估堆栈上 IL_001f: add 从评估堆栈的顶部弹出当前值并将其存储到索引 0 处的局部变量列表中 IL_0020: stloc.0 // 将索引 0 处的局部变量加载到评估堆栈上 IL_0021: ldloc.0 // 将所提供的 int32 类型的值作为 int32 推送到评估堆栈上 IL_0022: ldc.i4 0xc350 // 比较两个值。如果第一个值小于第二个值，则将整数值 1 (int32) 推送到评估堆栈上； // 反之，将 0 (int32) 推送到评估堆栈上 // 即：i < 50000 IL_0027: clt // 从评估堆栈的顶部弹出当前值并将其存储到索引 1 处的局部变量列表中 IL_0029: stloc.1 // 将索引 1 处的局部变量加载到评估堆栈上 IL_002a: ldloc.1 // 如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式） IL_002b: brtrue.s IL_0005 // 从当前方法返回，并将返回值（如果存在）从调用方的评估堆栈推送到被调用方的评估堆栈上 IL_002d: ret } // end of method Job::DoTheJob程序先获取变量_sharedState.State的当前值。执行计算(+1)操作，最后将计算后的值赋值给变量_sharedState.State。
如果有一个线程A执行到(+1)操作，但还未给变量赋值，线程发生了切换。假定在切换的瞬间变量_sharedState.State的值为100，+1操作后的值为101，因为发生了线程切换变量_sharedState.State的值保持100不变，+1操作的值101，进行临时存储。新的线程B判断当前变量_sharedState.State的值为100，并对其执行新的+1操作，结果变量_sharedState.State的值变为101。经过多次的线程切换，变量_sharedState.State的值增加为200。在某一时刻被暂定的线程A又重新获取时间片，并开始执行。由于之前的+1操作已经完成，仅剩下给变量赋值。继续执行会将101赋值给变量_sharedState.State。此时，变量的值由原先的200变成了101。
IL语言基本知识
https://docs.microsoft.com/zh-tw/previous-versions/dd229210(v=msdn.10)?redirectedfrom=MSDN
IL语言指令表
https://www.cnblogs.com/yinrq/p/5485630.html
namespace SynchronizatonSamples
{
public class SharedState
{
public int State { get; set; }
}
public class Job
{
private SharedState _sharedState;
public Job(SharedState sharedState) => _sharedState = sharedState;
public void DoTheJob()
{
for (int i = 0; i < 50000; i++)
{
_sharedState.State += 1;
}
}
}
class Program
{
static void Main()
{
// 创建多任务共享的字段
var state = new SharedState();
// 定义任务的数量
var tasks = new System.Threading.Tasks.Task[20];
for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
// 虽然使用的是不同的Job实例，但传入的是相同的字段
tasks[i] = System.Threading.Tasks.Task.Run(() => new Job(state).DoTheJob());
// 等待所有任务执行完成
System.Threading.Tasks.Task.WaitAll(tasks);
// 输出多任务的执行结果
System.Console.WriteLine($"summarized {state.State}");
}
}
}为了避免上述错误，可以通过使用lock关键字，对使用共享字段进行加锁。一个线程获取到锁之后，直到其释放锁，其他线程才能进行方位，否则只能等待。
namespace SynchronizatonSamples
{
public class SharedState
{
public int State { get; set; }
}
public class Job
{
private SharedState _sharedState;
public Job(SharedState sharedState) => _sharedState = sharedState;
public void DoTheJob()
{
for (int i = 0; i < 50000; i++)
{
// 多个任务使用相同的字段，可以锁定所有任务
lock (_sharedState)
{
_sharedState.State += 1;
}
}
}
}
class Program
{
static void Main()
{
// 创建多任务共享的字段
var state = new SharedState();
// 定义任务的数量
var tasks = new System.Threading.Tasks.Task[20];
for (int i = 0; i < tasks.Length; i++)
// 虽然使用的是不同的Job实例，但传入的是相同的字段
tasks[i] = System.Threading.Tasks.Task.Run(() => new Job(state).DoTheJob());
// 等待所有任务执行完成
System.Threading.Tasks.Task.WaitAll(tasks);
// 输出多任务的执行结果
System.Console.WriteLine($"summarized {state.State}");
}
}
}锁定静态成员
可以把锁放在object类型或静态成员：
lock (typeof(StaticClass))
{
}lock(this)
一次只有一个线程能访问相同实例的方法
public class Demo
{
// Only one thread at a time can access the DoThis and DoThat methods
public void DoThis()
{
lock(this)
{
}
}
public void DoThat()
{
lock(this)
{
}
}
}Interlocked
Interlocked类用于使变量的简单语句原子化。i++不是线程安全的，它的操作包括从内存中获取一个值，给该值递增1，再将它存储回内存。这些操作都可能会被线程调度器打断。Interlocked类提供了以线程安全的方式递增、递减、交换和读取值的方法。
与其他同步技术相比，使用Interlocked类会快很多。但是，它只能用于简单的同步问题。
lock(this)
{
if(_someState == null)
{
_someState = newState;
}
}
=====>>>>
Interlocked.CompareExchange(ref someState, newState, null);
public int State
{
get
{
lock(this)
{
return ++_state;
}
}
}
=====>>>>
public int State
{
get
{
return Interlocked.Increment(ref _state);
}
} Monitor
lock语句由编译器解析为使用Monitor类。
lock(obj)
{
// ...
}
=====>>>>
Monitor.Enter(obj);
try
{
// ...
}
finally
{
Monitor.Exit(obj);
}调用Enter()方法，该方法会一直等待，直到线程锁定对象为止。一次只有一个线程能锁定对象。只要解除了锁定，线程就可以进入同步阶段。Monitor类的Exit方法解除了锁定。
与lock语句相比，Monitor类的主要优点是：可以添加一个等待被锁定的超时值。这样就不会无限期地等待被锁定，而可以像下面的例子那样使用TryEnter()方法，其中给它传递一个超时值，指定等待被锁定的最长时间。如果obj被锁定，TryEmter()方法就把布尔类型的引用参数设置未true。如果另一个线程锁定obj的事件超过了500毫秒，TryEnter()方法就把变量lockTaken设置为false，线程不在等待，而是用于其他操作。也许在以后，该线程会尝试再次获得锁定。
bool _lockTaken = false;
Monitor.TryEnter(_obj, 500, ref _lockTaken);
if(_lockTaken)
{
try
{
// ...
}
finally
{
Monitor.Exit(obj);
}
}
else
{
// didn't get the lock, do something else
}SpinLock
如果基于对象的锁定（Monitor）的系统开销由于垃圾回收而过高，可以使用SpinLock结构。如果有大量的锁定，且锁定的时间总是非常短，SpinLock结构就很有用。应避免使用多个SpinLock结构，也不要调用任何可能阻塞的内容。
除了体系结构上的区别之外，SpinLock结构的用法非常类似与Monitor类。使用Enter或TryEnter方法获得锁定，使用Eixt方法释放锁定。SpinLock结构还提供了属性IsHeld和IsHeldByCurrentThread，指定它当前是否是锁定的。
WaitHandle
WaitHandle用于等待一个信号。可以等待不同的信号，因为WaitHandle是一个基类。
namespace AsyncDelegate
{
public delegate int TakesAWhileDelegate(int x, int ms);
class Program
{
static void Main()
{
try
{
TakesAWhileDelegate d1 = TakesAWhile;
System.IAsyncResult ar = d1.BeginInvoke(1, 3000, null, null);
while (true)
{
System.Console.Write(".");
// 等待50ms，如果未等到信号，则停止等待
if (ar.AsyncWaitHandle.WaitOne(50))
{
System.Console.WriteLine("Can get the result now");
break;
}
}
int result = d1.EndInvoke(ar);
System.Console.WriteLine($"result: {result}");
}
catch (System.PlatformNotSupportedException)
{
System.Console.WriteLine("PlatformNotSupported exception - with async delegates please use the full .NET Framework");
}
}
public static int TakesAWhile(int x, int ms)
{
System.Threading.Tasks.Task.Delay(ms).Wait();
return 42;
}
}
}可以利用BeginInvoke方法的返回值的AsyncWaitHandle属性访问WaitHandle基类。在调用WaitOne方法或者超时发生时，线程会等待接收一个与等待句柄相关的信号。调用EndInvoke方法，线程最终会阻塞，直到得到结果为止。
- WaitOne - 等待一个信号、
- WaitAll - 等待必须获得所有信号
- WaitAny - 等待多个对象中的任意一个
WaitAll与WaitAny时WaitHandle类的静态方法，接收一个WaitHandle数组。
Mutex
Mutex是跨进程同步访问的一个类。它非常类似与Monitor类，因为它们都只有一个线程能拥有锁定。
在构造函数中，可以指定互斥是否最初应由主线程拥有，定义互斥的名称，获得互斥是否已存在的信息。在下面的示例代码中，第3个参数定义输入参数 ，接收一个表示互斥是否为新建的布尔值。如果返回值为false，就表示互斥已经定义。互斥可以在另一个进程中定义，因为操作系统能够识别由名称的互斥，它由不同的进程共享。如果没有给互斥指定名称，互斥就是未命名的，不在不同进程之间共享。
var mutex = new Mutex(false, "MutexName", out var createNew);要打开已有的互斥，还可以使用Mutex.OpenExisting方法。由于Mutex类派生自WaitHandle，因此可以利用WaitOne方法获得互斥锁定，在该过程中称为该互斥的拥有者。通过调用ReleaseMutex方法释放互斥。
if(mutex.WaitOne())
{
try
{
// ...
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex();
}
}
else
{
// ...
}由于系统能识别有名称的互斥 ，因此可以使用它禁止程序启动两次。在下面的WPF应用程序中，调用Mutex对象的构造函数。接着验证指定名称的互斥是否存在。如果存在，退出应用。
public partial class App : Application
{
protected override void OnStartup(StartupEvenArgs e)
{
var mutex = new Mutex(false, "MutexName", out var mutexCreated);
if(!mutexCreate)
{
MessageBox.Show("You can onlu start one instance of the application");
Application.Current.Shutdown();
}
base.OnStartup(e);
}
}Semaphore
信号量非常类似与互斥，其区别是，信号量可以同时由多个线程使用。信号量是一种计数的互斥锁定。使用信号量，可以定义允许同时访问受旗语锁定保护的资源的线程个数。如果需要限制可以访问可使用资源的线程数，信号量就很有用。例如，如果系统有3个物理端口可用，就允许3个线程同时访问I/O端口，但第4个线程需要等待前3个线程中的一个释放资源。
Semaphore类可以命名，使用系统范围内的资源，允许在不同进程之间同步。
SemaphoreSlim类是简化版本，只能在一个进程内的不同线程之间同步。
public SemaphoreSlim(int initialCount, int maxCount);
// initialCount - 在程序初始状态时，释放出了多少个可以直接被线程使用的资源
// maxCount - Semaphore所包含的所有资源的数量. 包括当前可用的资源，和当前尚未释放的资源using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
using static System.Console;
namespace SemaphoreSample
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int taskCount = 6;
int semaphoreCount = 3;
var semaphore = new SemaphoreSlim(semaphoreCount, semaphoreCount);
var tasks = new Task[taskCount];
for (int i = 0; i < taskCount; i++)
{
tasks[i] = Task.Run(() => TaskMain(semaphore));
}
Task.WaitAll(tasks);
WriteLine("All tasks finished");
}
private static void TaskMain(SemaphoreSlim semaphore)
{
bool isCompleted = false;
while (!isCompleted)
{
if (semaphore.Wait(600))
{
try
{
WriteLine($"Task {Task.CurrentId} locks the semaphore");
Task.Delay(2000).Wait();
}
finally
{
WriteLine($"Task {Task.CurrentId} releases the semaphore");
semaphore.Release();
isCompleted = true;
}
}
else
{
WriteLine($"Timeout for task {Task.CurrentId}; wait again");
}
}
}
}
}Event
事件也是一个系统范围内的资源同步方法。
- Wait() - 等待信号，当前线程处于阻塞状态
- Set() - 发送信号，解除阻塞线程的状态
- Reset() - 重置信号，线程再次调用Wait方法，会处于阻塞状态
- ManualResetEvent - 接收到信号后，解除Wait方法的阻塞状态。直到调用Reset方法，不论执行多少次Wait方法，都不阻塞
- AutoResetEvent - 接收到信号后，解除Wait方法的阻塞状态。在下一次调用Wait方法时，重新处于阻塞状态
- ManualResetEventSlim - ManualResetEvent 的简化版本
- CountdownEvent - 接收到指定次数，才解除阻塞
对于AutoResetEvent，如果同时有多个线程处于等待状态。当接收到Set信号时，只有一个线程结束其等待状态，它不是等待时间最长的线程，而是优先级最高的线程。
namespace EventSample
{
class Program
{
static void Main()
{
const int taskCount = 4;
var cEvent = new System.Threading.CountdownEvent(taskCount);
var calcs = new Calculator[taskCount];
for (int i = 0; i < taskCount; i++)
{
calcs[i] = new Calculator(cEvent);
int i1 = i;
System.Threading.Tasks.Task.Run(() => calcs[i1].Calculation(i1 + 1, i1 + 3));
}
cEvent.Wait();
System.Console.WriteLine("all finished");
for (int i = 0; i < taskCount; i++)
{
System.Console.WriteLine($"task for {i}, result: {calcs[i].Result}");
}
}
}
public class Calculator
{
private System.Threading.CountdownEvent _cEvent;
public int Result { get; private set; }
public Calculator(System.Threading.CountdownEvent ev)
{
_cEvent = ev;
}
public void Calculation(int x, int y)
{
System.Console.WriteLine($"Task {System.Threading.Tasks.Task.CurrentId} starts calculation");
System.Threading.Tasks.Task.Delay(new System.Random().Next(3000)).Wait();
Result = x + y;
// signal the event-completed!
System.Console.WriteLine($"Task {System.Threading.Tasks.Task.CurrentId} is ready");
_cEvent.Signal();
}
}
}Barrier
参考
https://blog.csdn.net/wangzhiyu1980/article/details/45688075
Barrier 是 .Net 提供的一直并发的机制，它允许多个任务同步不同阶段的并发工作，多任务按阶段进行同步。
这里的关键点是【多个任务】和【不同阶段】。
假设有4个相同的任务(Task)，每个任务都有4个阶段(Phase)，当他们并发工作时，只有当所有任务的相同步骤都完成时，所有任务才可以开始下一个步骤。
namespace MyBarrier
{
class Program
{
private static void Phase0Doing(int TaskID) => System.Console.WriteLine($"Task : #{TaskID} ===== Phase 0");
private static void Phase1Doing(int TaskID) => System.Console.WriteLine($"Task : #{TaskID} ***** Phase 1");
private static void Phase2Doing(int TaskID) => System.Console.WriteLine($"Task : #{TaskID} ^^^^^ Phase 2");
private static void Phase3Doing(int TaskID) => System.Console.WriteLine($"Task : #{TaskID} $$$$$ Phase 3");
private const int TaskNum = 4;
private static readonly System.Threading.Tasks.Task[] _Tasks = new System.Threading.Tasks.Task[TaskNum];
private static System.Threading.Barrier _barrier = new System.Threading.Barrier(TaskNum, (barrier) => System.Console.WriteLine($"-- Current Phase:{_barrier.CurrentPhaseNumber} --"));
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < TaskNum; i++)
{
// 创建并启动四个任务，每个任务各执行四个阶段的任务
_Tasks[i] = System.Threading.Tasks.Task.Factory.StartNew((num) => {
var taskid = (int)num;
Phase0Doing(taskid); _barrier.SignalAndWait();
Phase1Doing(taskid); _barrier.SignalAndWait();
Phase2Doing(taskid); _barrier.SignalAndWait();
Phase3Doing(taskid); _barrier.SignalAndWait();
}, i);
}
var finalTask = System.Threading.Tasks.Task.Factory.ContinueWhenAll(_Tasks, (tasks) =>
{
System.Threading.Tasks.Task.WaitAll(_Tasks);
System.Console.WriteLine("========================================");
System.Console.WriteLine("All Phase is completed");
_barrier.Dispose();
});
finalTask.Wait();
System.Console.ReadLine();
}
}
}运行结果：
Task : #1 ===== Phase 0 Task : #0 ===== Phase 0 Task : #3 ===== Phase 0 Task : #2 ===== Phase 0 -- Current Phase:0 -- Task : #0 ***** Phase 1 Task : #3 ***** Phase 1 Task : #2 ***** Phase 1 Task : #1 ***** Phase 1 -- Current Phase:1 -- Task : #3 ^^^^^ Phase 2 Task : #1 ^^^^^ Phase 2 Task : #0 ^^^^^ Phase 2 Task : #2 ^^^^^ Phase 2 -- Current Phase:2 -- Task : #1 $$$$$ Phase 3 Task : #3 $$$$$ Phase 3 Task : #2 $$$$$ Phase 3 Task : #0 $$$$$ Phase 3 -- Current Phase:3 -- ======================================== All Phase is completed根据运行结果可知，在相同的阶段内运行的顺序不尽相同，但是在每个阶段都等到所有任务完成之后才开始下一个阶段的任务。
ReaderWriterLockSlim
为了使锁定机制允许锁定多个读取器（而不是一个写入器）访问某个资源，可以使用ReaderWriterLockSlim类。这个类提供了一个锁定功能，如果没有写入器锁定资源，就允许多个读取器访问资源，但只能有一个写入器锁定该资源。
ReaderWriterLockSlim类有阻塞或不阻塞的方法来获取读取锁，如阻塞的EnterReadLock和不阻塞的TryEnterReadLock方法，还可以使用阻塞的EnterWriterLock和不阻塞的TryEnterWriteLock方法获得 写入锁定。如果任务先读取资源，之后写如资源，它就可以使用EnterUpgradableReadLock或TryEnterUpgradableReadLock方法获得可升级的读取锁定。有了这个锁定，就可以获得写入锁定给，而无需释放读取锁定。
下面的示例程序创建了一个包含6项的集合和一个ReaderWriteLockSlim对象。ReaderMethod方法获得一个读取锁定，读取列表中的所有项，并把它们写到控制台。WriteMethod方法试图获得一个写入锁定，已 改变集合的所有值。在Main方法中，启动6个任务，已调用ReaderMethod或WriteMethod方法 。
namespace ReaderWriterLockSample
{
class Program
{
private static System.Collections.Generic.List _items = new System.Collections.Generic.List() { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };
private static System.Threading.ReaderWriterLockSlim _rwl = new System.Threading.ReaderWriterLockSlim(System.Threading.LockRecursionPolicy.SupportsRecursion);
public static void ReaderMethod(object reader)
{
try
{
_rwl.EnterReadLock();
for (int i = 0; i < _items.Count; i++)
{
System.Console.WriteLine($"读取器({reader})获得锁定，输出集合值。 当前索引：{i}, 当前值：{_items[i]}");
System.Threading.Tasks.Task.Delay(40).Wait();
}
}
finally
{
_rwl.ExitReadLock();
}
}
public static void WriterMethod(object writer)
{
try
{
while (!_rwl.TryEnterWriteLock(50))
{
System.Console.WriteLine($"写入器({writer})：等待获取写入锁定");
System.Console.WriteLine($"当前读取锁定的数量: {_rwl.CurrentReadCount}");
}
System.Console.WriteLine($"写入器({writer})：获取到写入锁定");
for (int i = 0; i < _items.Count; i++)
{
_items[i]++;
System.Threading.Tasks.Task.Delay(50).Wait();
}
System.Console.WriteLine($"写入器({writer})：写入完成，即将释放写入锁定");
}
finally
{
_rwl.ExitWriteLock();
}
}
static void Main()
{
System.Console.WriteLine($"程序启动 ...");
var taskFactory = new System.Threading.Tasks.TaskFactory(System.Threading.Tasks.TaskCreationOptions.LongRunning, System.Threading.Tasks.TaskContinuationOptions.None);
var tasks = new System.Threading.Tasks.Task[5];
tasks[0] = taskFactory.StartNew(WriterMethod, 1); // 写1
tasks[1] = taskFactory.StartNew(ReaderMethod, 1); // 读1
tasks[2] = taskFactory.StartNew(ReaderMethod, 2); // 读2
tasks[3] = taskFactory.StartNew(WriterMethod, 2); // 写2
tasks[4] = taskFactory.StartNew(ReaderMethod, 3); // 读3
System.Threading.Tasks.Task.WaitAll(tasks);
}
}
} 程序运行结果如下：
程序启动后，三个读取锁先后获得锁定，开始遍历集合并输出。在三个读取器执行的过程中，写入锁定处于等待状态。当三个读取操作完成之后，写入才获取到锁定。此时对集合集合的元素+1。同时，可以观察到写入1获取到锁定之后，写入2依然处于等待状态。当写入1完成之后，写入2才能获取到锁定。
程序启动 ... 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：0, 当前值：0 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：0, 当前值：0 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：0, 当前值：0 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：1, 当前值：1 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：1, 当前值：1 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：1, 当前值：1 写入器(1)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：2, 当前值：2 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：2, 当前值：2 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：2, 当前值：2 写入器(1)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：3, 当前值：3 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：3, 当前值：3 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：3, 当前值：3 写入器(1)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：4, 当前值：4 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：4, 当前值：4 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：4, 当前值：4 写入器(1)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：5, 当前值：5 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：5, 当前值：5 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：5, 当前值：5 写入器(1)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 3 写入器(1)：获取到写入锁定 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(1)：写入完成，即将释放写入锁定 写入器(2)：获取到写入锁定 写入器(2)：写入完成，即将释放写入锁定再次运行程序：
此时，程序开始运行后，写入1获得到锁定。写入2与读取操作均处于等待状态。写入1完成操作，释放锁定后，写入2获得锁定，读取操作继续处于等待状态。直到写入2完成，并释放锁定之后，读取操作才获取到锁定。
程序启动 ... 写入器(1)：获取到写入锁定 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(2)：等待获取写入锁定 当前读取锁定的数量: 0 写入器(1)：写入完成，即将释放写入锁定 写入器(2)：获取到写入锁定 写入器(2)：写入完成，即将释放写入锁定 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：0, 当前值：2 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：0, 当前值：2 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：0, 当前值：2 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：1, 当前值：3 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：1, 当前值：3 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：1, 当前值：3 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：2, 当前值：4 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：2, 当前值：4 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：2, 当前值：4 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：3, 当前值：5 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：3, 当前值：5 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：3, 当前值：5 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：4, 当前值：6 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：4, 当前值：6 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：4, 当前值：6 读取器(2)获得锁定，输出集合值。 当前索引：5, 当前值：7 读取器(3)获得锁定，输出集合值。 当前索引：5, 当前值：7 读取器(1)获得锁定，输出集合值。 当前索引：5, 当前值：7