多线程2--- 锁机制
线程以我的理解可以分为三种
① 锁。
② 互斥。
③ 信号。
好，这一篇主要整理“锁”，C#提供了2种手工控制的锁
一: Monitor类
这个算是实现锁机制的纯正类，在锁定的临界区中只允许让一个线程访问，其他线程排队等待。主要整理为2组方法。
1：Monitor.Enter和Monitor.Exit
微软很照护我们，给了我们语法糖Lock,对的，语言糖确实减少了我们不必要的劳动并且让代码更可观，但是如果我们要精细的
控制，则必须使用原生类，这里要注意一个问题就是“锁住什么”的问题，一般情况下我们锁住的都是静态对象，我们知道静态对象
属于类级别，当有很多线程共同访问的时候，那个静态对象对多个线程来说是一个，不像实例字段会被认为是多个。
不加锁的情况：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread t = new Thread(Run);
t.Start();
}
}
//资源
static object obj = new object();
static int count = 0;
static void Run()
{
Thread.Sleep(10);
Console.WriteLine("当前数字：{0}", ++count);
}
}
加锁的情况：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread t = new Thread(Run);
t.Start();
}
}
//资源
static object obj = new object();
static int count = 0;
static void Run()
{
Thread.Sleep(10);
//进入临界区
Monitor.Enter(obj);
Console.WriteLine("当前数字：{0}", ++count);
//退出临界区
Monitor.Exit(obj);
}
}
2：Monitor.Wait和Monitor.Pulse
首先这两个方法是成对出现，通常使用在Enter，Exit之间。
Wait： 暂时的释放资源锁，然后该线程进入”等待队列“中，那么自然别的线程就能获取到资源锁。
Pulse: 唤醒“等待队列”中的线程，那么当时被Wait的线程就重新获取到了锁。
这里我们是否注意到了两点：
① 可能A线程进入到临界区后，需要B线程做一些初始化操作，然后A线程继续干剩下的事情。
② 用上面的两个方法，我们可以实现线程间的彼此通信。
下面举个例子来模拟两个人的对话。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Threading;
namespace Test
{
public class Program
{
public static void Main(string[] args)
{
LockObj obj = new LockObj();
//注意，这里使用的是同一个资源对象obj
Jack jack = new Jack(obj);
John john = new John(obj);
Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(jack.Run));
Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(john.Run));
t1.Start();
t1.Name = "Jack";
t2.Start();
t2.Name = "John";
Console.ReadLine();
}
}
//锁定对象
public class LockObj { }
public class Jack
{
private LockObj obj;
public Jack(LockObj obj)
{
this.obj = obj;
}
public void Run()
{
Monitor.Enter(this.obj);
Console.WriteLine("{0}:我已进入茅厕。", Thread.CurrentThread.Name);
Console.WriteLine("{0}：擦，太臭了，我还是撤！", Thread.CurrentThread.Name);
//暂时的释放锁资源
Monitor.Wait(this.obj);
Console.WriteLine("{0}：兄弟说的对，我还是进去吧。", Thread.CurrentThread.Name);
//唤醒等待队列中的线程
Monitor.Pulse(this.obj);
Console.WriteLine("{0}：拉完了，真舒服。", Thread.CurrentThread.Name);
Monitor.Exit(this.obj);
}
}
public class John
{
private LockObj obj;
public John(LockObj obj)
{
this.obj = obj;
}
public void Run()
{
Monitor.Enter(this.obj);
Console.WriteLine("{0}:直奔茅厕，兄弟，你还是进来吧，小心憋坏了！",
Thread.CurrentThread.Name);
//唤醒等待队列中的线程
Monitor.Pulse(this.obj);
Console.WriteLine("{0}:哗啦啦....", Thread.CurrentThread.Name);
//暂时的释放锁资源
Monitor.Wait(this.obj);
Console.WriteLine("{0}：拉完了,真舒服。", Thread.CurrentThread.Name);
Monitor.Exit(this.obj);
}
}
}
二：ReaderWriterLock类
先前也知道，Monitor实现的是在读写两种情况的临界区中只可以让一个线程访问，那么如果业务中存在”读取密集型“操作，就
好比数据库一样，读取的操作永远比写入的操作多。针对这种情况，我们使用Monitor的话很吃亏，不过没关系，ReadWriterLock
就很牛X，因为实现了”写入串行“，”读取并行“。
ReaderWriteLock中主要用3组方法：
<1> AcquireWriterLock: 获取写入锁。
ReleaseWriterLock：释放写入锁。
<2> AcquireReaderLock: 获取读锁。
ReleaseReaderLock：释放读锁。
<3> UpgradeToWriterLock:将读锁转为写锁。
DowngradeFromWriterLock：将写锁还原为读锁。
下面就实现一个写操作，三个读操作，要知道这三个读操作是并发的。
namespace Test
{
class Program
{
static List<int> list = new List<int>();
static ReaderWriterLock rw = new System.Threading.ReaderWriterLock();
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(AutoAddFunc);
Thread t2 = new Thread(AutoReadFunc);
t1.Start();
t2.Start();
Console.Read();
}
/// <summary>
/// 模拟3s插入一次
/// </summary>
/// <param name="num"></param>
public static void AutoAddFunc()
{
//3000ms插入一次
Timer timer1 = new Timer(new TimerCallback(Add), null, 0, 3000);
}
public static void AutoReadFunc()
{
//1000ms自动读取一次
Timer timer1 = new Timer(new TimerCallback(Read), null, 0, 1000);
Timer timer2 = new Timer(new TimerCallback(Read), null, 0, 1000);
Timer timer3 = new Timer(new TimerCallback(Read), null, 0, 1000);
}
public static void Add(object obj)
{
var num = new Random().Next(0, 1000);
//写锁
rw.AcquireWriterLock(TimeSpan.FromSeconds(30));
list.Add(num);
Console.WriteLine("我是线程{0}，我插入的数据是{1}。", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, num);
//释放锁
rw.ReleaseWriterLock();
}
public static void Read(object obj)
{
//读锁
rw.AcquireReaderLock(TimeSpan.FromSeconds(30));
Console.WriteLine("我是线程{0},我读取的集合为:{1}",
Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, string.Join(",", list));
//释放锁
rw.ReleaseReaderLock();
}
}
}
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