升讯威在线客服系统的并发高性能数据处理技术：为多线程处理同步数据

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我会通过一系列的文章详细分析升讯威在线客服系统的并发高性能技术是如何实现的，使用了哪些方案以及具体的做法。本文将介绍如何为多线程处理同步数据。

先看实现效果

客服端

访客端

为多线程处理同步数据

多个线程可以调用单个对象的属性和方法时，对这些调用进行同步处理是非常重要的。 否则，一个线程可能会中断另一个线程正在执行的任务，可能使该对象处于无效状态。 其成员不受这类中断影响的类叫做线程安全类。

• .NET 提供了几种策略，用于同步对实例和静态成员的访问：

• 同步代码区域。 可以使用 Monitor 类或此类的编译器支持，仅同步需要它的代码块，从而提升性能。

• 手动同步。 可以使用 .NET 类库提供的同步对象。 请参阅同步基元概述，其中介绍了 Monitor 类。

• 同步上下文。 仅对于 .NET Framework 和 Xamarin 应用程序，你可以使用 SynchronizationAttribute 为 ContextBoundObject 对象启用简单的自动同步。

• System.Collections.Concurrent 命名空间中的集合类。 这些类提供了内置的同步添加和删除操作。 有关详细信息，请参阅线程安全集合。

公共语言运行时提供一个线程模型，在该模型中，类分为多种类别，这些类别可以根据要求以各种不同的方式进行同步。 下表显示了为具有给定同步类别的字段和方法提供的同步支持。

同步代码区域

可以使用 Monitor 类或编译器关键字，同步代码块、实例方法和静态方法。 不支持同步静态字段。

Visual Basic 和 C# 都支持使用特定语言关键字标记代码块，在 C# 中使用的是 lock 语句，在 Visual Basic 中使用的是 SyncLock 语句。 由线程执行代码时，会尝试获取锁。 如果该锁已由其他线程获取，则在锁变为可用状态之前，该线程一直处于阻止状态。 线程退出同步代码块时，锁会被释放，与线程的退出方式无关。

由于 lock 和 SyncLock 语句是使用 Monitor.Enter 和 Monitor.Exit 实现，因此 Monitor 的其他方法可以在同步区域内与它们结合使用。

还可以使用值为 MethodImplOptions.Synchronized 的 MethodImplAttribute 修饰方法，其效果和使用 Monitor 或其中一个编译器关键字锁定整个方法正文相同。

Thread.Interrupt 可用于中断对线程执行阻止操作（如等待访问同步代码区域）。 Thread.Interrupt 还用于中断对线程执行 Thread.Sleep 等操作。

Visual Basic 和 C# 均支持使用 Monitor.Enter 和 Monitor.Exit 锁定对象的语言关键字。

在这两种情况下，如果代码块中引发异常，则 lock 或 SyncLock 获取的锁将自动释放。 C# 和 Visual Basic 编译器在发出 try/finally 块时，在 try 的起始处使用 Monitor.Enter，在 finally 块中使用 Monitor.Exit。 如果 lock 或 SyncLock 块内部引发了异常，则会运行 finally 处理程序，从而允许执行任何清除工作。

WaitHandle 类和轻量同步类型

多个 .NET 同步基元派生自 System.Threading.WaitHandle 类，该类会封装本机操作系统同步句柄并将信号机制用于线程交互。 这些类包括：

• System.Threading.Mutex，授予对共享资源的独占访问权限。 如果没有任何线程拥有它，则 mutex 将处于已发出信号状态。

• System.Threading.Semaphore，限制可同时访问某一共享资源或资源池的线程数。 当信号量计数大于零时，会将信号量的状态设置为已发出信号；当信号量计数为零时，会将信号量的状态设置为未发出信号。

• System.Threading.EventWaitHandle，表示线程同步事件，可以处于已发出信号状态或未发出信号状态。

• System.Threading.AutoResetEvent，派生自 EventWaitHandle，当发出信号时，会在发布单个等待线程后自动重置为未发出信号状态。

• System.Threading.ManualResetEvent，派生自 EventWaitHandle，当发出信号时，会保持已发出信号状态，直到调用 Reset 方法。

在 .NET Framework 中，由于 WaitHandle 派生自 System.MarshalByRefObject，因此，这些类型可用于跨应用程序域边界同步线程的活动。

轻量同步类型不依赖于基础操作系统句柄，通常会提供更好的性能。 但是，它们不能用于进程间同步。 将这些类型用于一个应用程序中的线程同步。

其中的一些类型是派生自 WaitHandle 的类型的替代项。 例如，SemaphoreSlim 是 Semaphore 的轻量替代项。

同步对共享资源的访问

System.Threading.Monitor 类通过获取或释放用于标识资源的对象上的 lock 来授予对共享资源的相互独占访问权限。 持有 lock 时，持有 lock 的线程可以再次获取并释放 lock。 阻止任何其他线程获取 lock，Monitor.Enter 方法等待释放 lock。 Enter 方法可获取释放的 lock。 还可以使用 Monitor.TryEnter 方法指定线程尝试获取 lock 的持续时间。 由于 Monitor 类具有线程关联，因此获取了 lock 的线程必须通过调用 Monitor.Exit 方法来释放 lock。

可以通过使用 Monitor.Wait、Monitor.Pulse 和 Monitor.PulseAll 方法来协调用于获取同一对象上的 lock 的线程的交互。

System.Threading.Mutex 类（与 Monitor 类似），授予对共享资源的独占访问权限。 使用 Mutex.WaitOne 方法重载之一请求 mutex 的所有权。 Mutex（与 Monitor 类似）具有线程关联，并且已获取 mutex 的线程必须通过调用 Mutex.ReleaseMutex 方法来释放它。

Mutex 类（与 Monitor 不同）可用于进程间同步。 为此，请使用命名 mutex，它在整个操作系统中都可见。 若要创建命名 mutex 实例，请使用指定了名称的 Mutex 构造函数。 还可以调用 Mutex.OpenExisting 方法来打开现有的命名系统 mutex。

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