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c#中lock使用

2019-01-17

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);

            }

        }

    }

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lock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 :)");

        }

    }


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)。


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