C#線程同步與死鎖Monitor

在上一講介紹了使用lock來實現C#線程同步。實際上，這個lock是C#的一個障眼法，在C#編譯器編譯lock語句時，將其編譯成了調用Monitor類。先看看下面的C#源代碼：

 
 
 
         

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

上面的代碼通過lock語句使MyLock同步，這個方法被編譯成IL后，代碼如圖1所示。

圖1

從上圖被標注的區域可以看到，一條lock語句被編譯成了調用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor在 System.Threading命名空間中。lock的功能就相當於直接調用Monitor的Entry方法，所不同的是，lock方法在結束后，會自動解除鎖定，當然，在IL中是調用了Monitor的Exit方法，但在C#程序中，看起來是自動解鎖的，這類似於C#中的using語句，可以自動釋放數據庫等的資源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor類，就必須調用Exit方法來顯式地解除鎖定。如下面的代碼所示：

 
 
 
         

  
  
  
          
Monitor.Entry(lockObj);  
  
  
  
          
try 
  
  
  
          
{  
  
  
  
          
    // lockObj的同布區  
  
  
  
          
}  
  
  
  
          
catch(Exception e)  
  
  
  
          
{  
  
  
  
          
    // 異常處理代碼  
  
  
  
          
}  
  
  
  
          
finally 
  
  
  
          
{  
  
  
  
          
    Monitor.Exit(lockObj);  // 解除鎖定  
  
  
  
          
}  
  
  
  
          
 
 
 
 
         

Exit方法最后在finally里調用，這樣無論在方法在發生異常、返回還是正常執行，都會執行到finally，並調用Exit方法解除鎖定。

Monitor類不僅可以完全取代lock語句（如果只使用lock語句本身的功能，最好還是直接用lock語句吧），還可以使用TryEntry方法設置一個鎖定超時，單位是毫秒。如下面的代碼所示：

 
 
 
         

  
  
  
          
if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))  
  
  
  
          
{  
  
  
  
          
    try 
  
  
  
          
    {  
  
  
  
          
    }  
  
  
  
          
    finally 
  
  
  
          
    {  
  
  
  
          
        Monitor.Exit(lockObj);  
  
  
  
          
    }  
  
  
  
          
}  
  
  
  
          
else 
  
  
  
          
{  
  
  
  
          
    // 超時后的處理代碼  
  
  
  
          
}  
  
  
  
          
 
 
 
 
         

上面的代碼設置了鎖定超時時間為1秒，也就是說，在1秒中后，lockObj還未被解鎖，TryEntry方法就會返回false，如果在1秒之內，lockObj被解鎖，TryEntry返回true。我們可以使用這種方法來避免死鎖，如下面的代碼所示：

 
 
 
         

  
  
  
          
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("線程結束");  
  
  
  
          
    }  
  
  
  
          
}  
 
 
 
         

上面的代碼是在上一講舉的死鎖的例子，但在這一講將lock語句改成了TryEntry方法，而且設置了鎖定超時間，由於在等待一定時間后，不管被鎖定的對象是否被解鎖，TryEntry方法都會返回，因此，上面的代碼是不會死鎖的。運行上面的代碼的結果如圖2所示。

圖2

如果TryEntry方法的超時時間為System.Threading.Timeout.Infinite，TryEntry方法就相當於Entry方法，如果超時時間為0，不管是否解鎖，TryEntry方法都會立即返回。

這樣就解決了C#線程同步與死鎖的問題