C#线程系列讲座(5)：同步技术之Monitor

在上一讲介绍了使用lock 来实现线程之间的同步。实际上，这个lock 是C# 的一个障眼法，在C# 编译器编译lock 语句时，将其编译成了调用Monitor 类。先看看下面的C# 源代码：

public static void MyLock()
{
     lock ( typeof (Program))
     {
     }
}

    上面的代码通过lock语句使MyLock同步，这个方法被编译成IL后，代码如图1所示。

                                                         图1

    从上图被标注的区域可以看到，一条lock语句被编译成了调用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor在System.Threading命名空间中。lock的功能就相当于直接调用Monitor的Entry方法，所不同的是，lock方法在结束后，会自动解除锁定，当然，在IL中是调用了Monitor的Exit方法，但在C#程序中，看起来是自动解锁的，这类似于C#中的using语句，可以自动释放数据库等的资源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor类，就必须调用Exit方法来显式地解除锁定。如下面的代码所示：

Monitor.Entry(lockObj);
try
{
     // lockObj的同布区
}
catch (Exception e)
{
     // 异常处理代码
}
finally
{
     Monitor.Exit(lockObj);   // 解除锁定
}

 

    Exit方法最后在finally里调用，这样无论在方法在发生异常、返回还是正常执行，都会执行到finally，并调用Exit方法解除锁定。

    Monitor类不仅可以完全取代lock语句（如果只使用lock语句本身的功能，最好还是直接用lock语句吧），还可以使用TryEntry方法设置一个锁定超时，单位是毫秒。如下面的代码所示：

if (Monitor.TryEntry(lockObj, 1000 ))
{
     try
     {
     }
     finally
     {
         Monitor.Exit(lockObj);
     }
}
else
{
     // 超时后的处理代码
}

 

    上面的代码设置了锁定超时时间为1秒，也就是说，在1秒中后，lockObj还未被解锁，TryEntry方法就会返回false，如果在1秒之内，lockObj被解锁，TryEntry返回true。我们可以使用这种方法来避免死锁，如下面的代码所示：

     class Program
     {
         private static Object objA = new Object();
         private static Object objB = new Object();
         public static void LockA()
         {
             if (Monitor.TryEnter(objA, 1000 ))
             {
                 Thread.Sleep( 1000 );
                 if (Monitor.TryEnter(objB, 2000 ))
                 {
                     Monitor.Exit(objB);
                 }
                 else
                 {

                     Console.WriteLine( " LockB timeout " );
                 }
                 Monitor.Exit(objA);
             }
             Console.WriteLine( " LockA " );
         }
         public static void LockB()
         {
             if (Monitor.TryEnter(objB, 2000 ))
             {
                 Thread.Sleep( 2000 );
                 if (Monitor.TryEnter(objA, 1000 ))
                 {
                     Monitor.Exit(objA);
                 }
                 else
                 {
                     Console.WriteLine( " LockA timeout " );
                 }
                 Monitor.Exit(objB);
             }
             Console.WriteLine( " LockB " );
         }
         public static void Main()
         {
             Thread threadA = new Thread(LockA);
             Thread threadB = new Thread(LockB);
             threadA.Start();
             threadB.Start();
             Thread.Sleep( 4000 );         
             Console.WriteLine( " 线程结束 " );
         }
     }

 

    上面的代码是在上一讲举的死锁的例子，但在这一讲将lock语句改成了TryEntry方法，而且设置了锁定超时间，由于在等待一定时间后，不管被锁定的对象是否被解锁，TryEntry方法都会返回，因此，上面的代码是不会死锁的。运行上面的代码的结果如图2所示。

                                              图2

    如果TryEntry方法的超时时间为System.Threading.Timeout.Infinite，TryEntry方法就相当于Entry方法，如果超时时间为0，不管是否解锁，TryEntry方法都会立即返回。