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C#线程之lock

2016-07-28 19:28 465 查看
一. 为什么要lock,lock了什么?

当我们使用线程的时候,效率最高的方式当然是异步,即各个线程同时运行,其间不相互依赖和等待。但当不同的线程都需要访问某个资源的时候,就需要同步机制了,也就是说当对同一个资源进行读写的时候,我们要使该资源在同一时刻只能被一个线程操作,以确保每个操作都是有效即时的,也即保证其操作的原子性。lock是C#中最常用的同步方式,格式为lock(objectA){codeB}


lock(objectA){codeB} 看似简单,实际上有三个意思,这对于适当地使用它至关重要:
1. objectA被lock了吗?没有则由我来lock,否则一直等待,直至objectA被释放。
2. lock以后在执行codeB的期间其他线程不能调用codeB,也不能使用objectA。
3. 执行完codeB之后释放objectA,并且codeB可以被其他线程访问。

二. lock(this)怎么了?

我们看一个例子:

using System;
using System.Threading;

namespace Namespace1
{
    class C1
    {
        private bool deadlocked = true;

        //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 LockMe(object o)
        {
            lock (this)
            {
                while(deadlocked)
                {
                    deadlocked = (bool)o;
                    Console.WriteLine("Foo: I am locked :(");
                    Thread.Sleep(500);
                }
            }
        }

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

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            C1 c1 = new C1();

            //在t1线程中调用LockMe,并将deadlock设为true(将出现死锁)
            Thread t1 = new Thread(c1.LockMe);
            t1.Start(true);
            Thread.Sleep(100);

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

复制代码

在t1线程中,LockMe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(c1)时,必须要等待t1中的lo
4000
ck块执行完毕之后才能访问c1,即所有c1相关的操作都无法完成,于是我们看到连c1.DoNotLockMe()都没有执行。

把C1的代码稍作改动:

    class C1
    {
        private bool deadlocked = true;
        private object locker = 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 LockMe(object o)
        {
            lock (locker)
            {
                while(deadlocked)
                {
                    deadlocked = (bool)o;
                    Console.WriteLine("Foo: I am locked :(");
                    Thread.Sleep(500);
                }
            }
        }

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

复制代码

这次我们使用一个私有成员作为锁定变量(locker),在LockMe中仅仅锁定这个私有locker,而不是整个对象。这时候重新运行程序,可以看到虽然t1出现了死锁,DoNotLockMe()仍然可以由主线程访问;LockMe()依然不能访问,原因是其中锁定的locker还没有被t1释放。

关键点:
1. lock(this)的缺点就是在一个线程(例如本例的t1)通过执行该类的某个使用"lock(this)"的方法(例如本例的LockMe())锁定某对象之后, 导致整个对象无法被其他线程(例如本例的主线程)访问 - 因为很多人在其他线程(例如本例的主线程)中使用该类的时候会使用类似lock(c1)的代码。
2. 锁定的不仅仅是lock段里的代码,锁本身也是线程安全的。
3. 我们应该使用不影响其他操作的私有对象作为locker。
4. 在使用lock的时候,被lock的对象(locker)一定要是引用类型的,如果是值类型,将导致每次lock的时候都会将该对象装箱为一个新的引用对象(事实上如果使用值类型,C#编译器(3.5.30729.1)在编译时就会给出一个错误)

//上课代码

using System;
using System.Threading;
using System.Diagnostics;
namespace 线程
{
    class MainClass
    {
        public static void Main (string[] args)
        {
            /*
            Thread thread = new Thread (Worker);
            thread.Start ();
        //    thread.IsBackground = true;
        //    Thread.Sleep (2000);
            thread.Join ();
            Console.WriteLine ("退出主线程");
*/
//            Thread t = new Thread (new ParameterizedThreadStart(WorkPara));
//            t.Name = "NewThread";
//            t.Start (123);
//
//
//            Console.WriteLine ("主线程ID:{0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
//            ThreadPool.QueueUserWorkItem (CallBackWorkItem);
//            ThreadPool.QueueUserWorkItem (Ca
11ce9
llBackWorkItem,"work");
//            Thread.Sleep (3000);

            Thread t1 = new Thread (sell);
            Thread t2 = new Thread (sell1);

            t1.Start ();
            t2.Start ();

//            int x = 0;
//            const int iteration = 5000000;
//            Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew ();
//            for (int i = 0; i < iteration; i++) {
//                x++;
//            }
//            Console.WriteLine ("Lost time={0}",sw.ElapsedMilliseconds);
//
//            sw.Restart ();
//            for (int i = 0; i < iteration; i++) {
//                Interlocked.Increment (ref x);
//            }
//            Console.WriteLine ("Lost time={0}",sw.ElapsedMilliseconds);

        }
        public static void Worker(){
            Thread.Sleep (1000);
            Console.WriteLine ("退出子线程");
        }
        public static void WorkPara(Object obj){
            Console.WriteLine (Thread.CurrentThread.Name);
        //    Thread.Sleep (500);
            Console.WriteLine (obj.ToString());
            Console.WriteLine ("退出子线程");
        }
        public static void CallBackWorkItem(Object state){
            Console.WriteLine ("子线程执行");
            if (state != null) {
                Console.WriteLine ("ID={0}:{1}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, state.ToString ());
            } else {
            
                Console.WriteLine ("ID={0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId);
            }
        }

        public static int ticket = 100;
        private static Object globalObj = new object ();
        public static void sell(){
        

            while(true){

                lock (globalObj) {
                    //try{
                    //Monitor.Enter(globalObj);
                    Thread.Sleep (1000);
                    if (ticket > 0) {

                        Console.WriteLine ("sell the {0}", ticket--);
                    } else {
                    
                        break;
                    }
                    //}finally{
                        //Thread.Sleep (500);
                        //Monitor.Exit (globalObj);
                    //}
                }
            }
          
        }
        public static void sell1(){

            while(true){
                lock (globalObj) {
                    //Monitor.Enter(globalObj);
                    //Thread.Sleep (100);
                    if (ticket > 0) {

                        Console.WriteLine ("sell1 the {0}", ticket--);
                    } else {

                        break;
                    }

                    //Monitor.Exit (globalObj);
                }
            }
        }
    }
}
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标签:  .net framework c# 线程