C#---Lock

1.1    定义:

1.1.1   临界区(Critical Section)

  临界区是一段在同一时候只被一个线程进入/执行的代码块。 

  

1.1.2   lock 关键字

将语句块标记为临界区,方法是获取给定对象的互斥锁,执行语句,然后释放该锁。此语句的形式如下:

Object thisLock = new Object();

lock (thisLock)

{

    // Critical code section

}

lock 确保当一个线程位于代码的临界区时,另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码,则它将一直等待(即被阻止),直到该对象被释放。

1.2    Lock用法实例

下例使用线程和 lock。只要 lock 语句存在,语句块就是临界区并且 balance 永远不会是负数。

代码
复制代码
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace  TestLock
{
    ///  <summary>
    
///  
    
///  </summary>
    public  class  Account
    {
        private static readonly Object thisLock =  new Object();
        int  balance;

        Random r =  new Random();

        public Account(int  initial)
        {
            balance =  initial;
        }

        ///  <summary>
        
///  
        
///  </summary>
        
///  <param name="amount"></param>
        
///  <returns></returns>
        int Withdraw(int  amount)
        {
            // This condition will never be true unless the lock statement
            // is commented out:
            if (balance <  0 )
            {
                throw  new Exception("Negative Balance" );
            }

            // Comment out the next line to see the effect of leaving out 
            // the lock keyword:
            lock  (thisLock)
            {
                if (balance >=  amount)
                {
                    Console.WriteLine("----------------------------:"  + System.Threading.Thread.CurrentThread.Name +  "---------------" );

                    Console.WriteLine("Balance before Withdrawal :  "  +  balance);
                    Console.WriteLine("Amount to Withdraw        : -"  +  amount);
                    balance = balance -  amount;
                    Console.WriteLine("Balance after Withdrawal  :  "  + balance);
                    return  amount;
                }
                else
                {
                    return  0; // transaction rejected
                }
            }
        }

        public  void  DoTransactions()
        {
            for (int i =  0; i <  100; i++ )
            {
                Withdraw(r.Next(1, 100 ));
            }
        }

    }
}
复制代码

 

执行结果如下图所示:

C#---Lock_第1张图片

 

1.3    Lock的使用准则

lock 调用块开始位置的 Enter 和块结束位置的 Exit

通常,应避免锁定 public 类型,否则实例将超出代码的控制范围。常见的结构 lock (this)lock (typeof (MyType))  lock ("myLock") 违反此准则:

·             如果实例可以被公共访问,将出现 lock (this) 问题。

·             如果 MyType 可以被公共访问,将出现 lock (typeof (MyType)) 问题。

·             由于进程中使用同一字符串的任何其他代码将共享同一个锁,所以出现lock(“myLock”) 问题。

最佳做法是定义 private 对象来锁定 private static 对象变量来保护所有实例所共有的数据。

针对上述三点原则我们用具体的代码来加深理解

1.3.1   为什么不要Lock值类型

为什么不能lock值类型,比如lock(1)呢?让我们对上面的实例代码进行修改,将lock(thisLock)改为Lock(1),编译器时会出现int不是Lock语句要求的引用对象

C#---Lock_第2张图片

 

lock本质上Monitor.Enter,Monitor.Enter会使值类型装箱,每次lock的是装箱后的对象。lock其实是类似编译器的语法糖,因此编译器直接限制住不能lock值类型。

 

1.3.2  锁定lock((object)1)可以吗?

我们还是使用上面的实例代码来进行验证,lock(thisLock)改为Lock((object)1),这个时候编译倒是没什么问题了,但是运行结果中会出现balance < 0,最后抛出异常.如下图所示:

C#---Lock_第3张图片

 

说明代码块并没有锁.究其原因是因为Lock(对象)中,对象为引用类型,其是通过判断object.ReferenceEquals((object)1, (object)1)始终返回false(因为每次装箱后都是不同对象),也就是说每次都会判断成未申请互斥锁,这样在同一时间,别的线程照样能够访问里面的代码,达不到同步的效果。

 

1.3.3  为什么不要Lock(this)?

我们先来看如下一段代码:

 

代码
复制代码
using  System;
using  System.Collections.Generic;
using  System.Linq;
using  System.Text;
using  System.Threading;

namespace  TestLock
{
    
public   class  TestLockThis
    {
        
private   bool  deadlocked  =   true ;
        
private   static   readonly   object  lockobject  =   new   object ();

        
// 这个方法用到了lock,我们希望lock的代码在同一时刻只能由一个线程访问
         public   void  LockMethod( object  o)
        {
            
// lock (this)
             lock  (lockobject)
            {
                
while  (deadlocked)
                {
                    deadlocked 
=  ( bool )o;
                    Console.WriteLine(
" I am locked  " );
                    Thread.Sleep(
500 );
                }
            }
        }

        
// 所有线程都可以同时访问的方法
         public   void  NotLockMethod()
        {
            Console.WriteLine(
" I am not locked  " );
        }

    }
}
        
static   void  Main( string [] args)
        {
            TestLockThis TestLockThis 
=   new  TestLockThis();

            
// 在t1线程中调用LockMe,并将deadlock设为true(将出现死锁)
            Thread t1  =   new  Thread(TestLockThis.LockMethod);
            t1.Start(
true );
            Thread.Sleep(
100 );

            
// 在主线程中lock c1
             lock  (TestLockThis)
            {
                
// 调用没有被lock的方法
                TestLockThis.NotLockMethod();
                
// 调用被lock的方法,并试图将deadlock解除
                TestLockThis.LockMethod( false );
            }

            Console.Read();
        }
复制代码

 

执行结果为:

C#---Lock_第4张图片

 

在t1线程中,LockMethod调用了lock(this), 也就是Main函数中的c1,这时候在主线程中调用lock(TestLockThis)时,因为TestLockThis已经被锁定,所以必须要等待t1中的lock块执行完毕之后才能访问锁定的代码,即lock块中的所有操作都无法完成,于是我们看到连TestLockThis.NotLockMethod()都没有执行。

 

1.4    Lock为什么不要Lock(null对象)

以上面实例代码为例,将lock(thisLock)改为Lock(null),会抛出异常

C#---Lock_第5张图片

 

 

事实上,lock 关键字就是用Monitor 类来实现的。例如:

lock(x)
{
  DoSomething();
}

这等效于:

System.Object obj = (System.Object)x;
System.Threading.Monitor.Enter(obj);
try
{
  DoSomething();
}
finally
{
  System.Threading.Monitor.Exit(obj);
}

使用 lock 关键字通常比直接使用 Monitor 类更可取,一方面是因为 lock 更简洁,另一方面是因为 lock 确保了即使受保护的代码引发异常,也可以释放监视器。这是通过 finally 关键字来实现的,无论是否引发异常它都执行关联的代码块。

  这里微软已经说得很清楚了,Lock就是用Monitor实现的,两者都是C#中对临界区功能的实现。用ILDASM打开含有以下代码的exe 或者dll也可以证实这一点(我并没有自己证实):

lock (lockobject) 

  int i = 5; 
}

反编译后的的IL代码为:

代码

 

 

而对于Monitor,发现它的静态方法Enter(object obj)有一个异常类型ArgumentNullException

执行lock(null对象 )处,抛出未处理的异常:System.ArgumentNullException: 值不能为空!

 

1.5    Lock 对象为什么推荐为只读静态对象

在代码段中修改锁定对象,会出现 blance<0的情况,并会抛出异常C#---Lock_第6张图片

 

private static readonly object obj = new object();

为什么要设置成只读的呢?这是因为如果在lock代码段中改变obj的值,其它线程就畅通无阻了,因为互斥锁的对象变了,object.ReferenceEquals必然返回false




原址:http://www.cnblogs.com/chengqscjh/archive/2010/12/12/1903784.html

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