C#多線程讀寫同一文件處理

在多線程訪問讀寫同一個文件時，經常遇到異常：“文件正在由另一進程使用，因此該進程無法訪問此文件”。

多線程訪問統一資源的異常，

解決方案1，保證讀寫操作單線程執行，可以使用lock

解決方案2，使用System.Threading.ReaderWriterLockSlim ，對讀寫操作鎖定處理

讀寫鎖是以 ReaderWriterLockSlim 對象作為鎖管理資源的，不同的 ReaderWriterLockSlim 對象中鎖定同一個文件也會被視為不同的鎖進行管理，這種差異可能會再次導致文件的並發寫入問題，所以 ReaderWriterLockSlim 應盡量定義為只讀的靜態對象。

 

ReaderWriterLockSlim 有幾個關鍵的方法，本文僅討論寫入鎖：

調用 EnterWriteLock 方法 進入寫入狀態，在調用線程進入鎖定狀態之前一直處於阻塞狀態，因此可能永遠都不返回。
調用 TryEnterWriteLock 方法 進入寫入狀態，可指定阻塞的間隔時間，如果調用線程在此間隔期間並未進入寫入模式，將返回false。
調用 ExitWriteLock 方法 退出寫入狀態，應使用 finally 塊執行 ExitWriteLock 方法，從而確保調用方退出寫入模式。

一、不是用鎖處理，多線程訪問文件不定時拋出異常

static void Main(string[] args)
{
    //迭代運行寫入日志記錄，由於多個線程同時寫入同一個文件將會導致錯誤
    Parallel.For(0, LogCount, e =>
    {
        WriteLog();
    });
    Console.Read();
}
static int LogCount = 100;
static int FailedCount = 0;
static int WriteCount = 0;
static void WriteLog()
{
    try
    {
        WriteCount++;

        LogHelper.LogHelper _log = new LogHelper.LogHelper("g:\\temp2\\one.txt", true);
        DateTime now = DateTime.Now;
        var logContent = string.Format("Tid: {0}{1} {2}=>{3}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString().PadRight(4), now.ToLongDateString(), now.ToLongTimeString(), WriteCount);
        _log.WriteLine(logContent);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        FailedCount++;
        Console.WriteLine("累計出錯數：" + FailedCount);
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
}

二、使用讀寫鎖 同步寫入文件處理

//讀寫鎖，當資源處於寫入模式時，其他線程寫入需要等待本次寫入結束之后才能繼續寫入
static ReaderWriterLockSlim LogWriteLock = new ReaderWriterLockSlim();
static void WriteLog()
{
    try
    {
        //設置讀寫鎖為寫入模式獨占資源，其他寫入請求需要等待本次寫入結束之后才能繼續寫入
        //注意：長時間持有讀線程鎖或寫線程鎖會使其他線程發生飢餓 (starve)。 為了得到最好的性能，需要考慮重新構造應用程序以將寫訪問的持續時間減少到最小。
        //從性能方面考慮，請求進入寫入模式應該緊跟文件操作之前，在此處進入寫入模式僅是為了降低代碼復雜度
        //因進入與退出寫入模式應在同一個try finally語句塊內，所以在請求進入寫入模式之前不能觸發異常，否則釋放次數大於請求次數將會觸發異常
 LogWriteLock.EnterWriteLock();


        WriteCount++;
        LogHelper.LogHelper _log = new LogHelper.LogHelper("g:\\temp2\\one.txt", true);
        DateTime now = DateTime.Now;
        var logContent = string.Format("Tid: {0}{1} {2}=>{3}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString().PadRight(4), now.ToLongDateString(), now.ToLongTimeString(), WriteCount);
        _log.WriteLine(logContent);
    }
    catch (Exception ex)
    {
        FailedCount++;
        Console.WriteLine("累計出錯數：" + FailedCount);
        Console.WriteLine(ex.Message);
    }
    finally
    {
        //退出寫入模式，釋放資源占用
        //注意：一次請求對應一次釋放
        //若釋放次數大於請求次數將會觸發異常[寫入鎖定未經保持即被釋放]
        //若請求處理完成后未釋放將會觸發異常[此模式不下允許以遞歸方式獲取寫入鎖定]
 LogWriteLock.ExitWriteLock();
    }
}

三、補充：初始化FileStream時使用包含文件共享屬性(System.IO.FileShare)的構造函數比使用自定義線程鎖更為安全和高效

 1     class Program
 2     {
 3         static int LogCount = 100;
 4         static int WritedCount = 0;
 5         static int FailedCount = 0;
 6 
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9             //迭代運行寫入日志記錄
10             Parallel.For(0, LogCount, e =>
11             {
12                 WriteLog();
13             });
14 
15             Console.WriteLine(string.Format("\r\nLog Count:{0}.\t\tWrited Count:{1}.\tFailed Count:{2}.", LogCount.ToString(), WritedCount.ToString(), FailedCount.ToString()));
16             Console.Read();
17         }
18 
19         static void WriteLog()
20         {
21             try
22             {
23                 var logFilePath = "log.txt";
24                 var now = DateTime.Now;
25                 var logContent = string.Format("Tid: {0}{1} {2}.{3}\r\n", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString().PadRight(4), now.ToLongDateString(), now.ToLongTimeString(), now.Millisecond.ToString());
26 
27                 var logContentBytes = Encoding.Default.GetBytes(logContent);
28                 //由於設置了文件共享模式為允許隨后寫入，所以即使多個線程同時寫入文件，也會等待之前的線程寫入結束之后再執行，而不會出現錯誤
29                 using (FileStream logFile = new FileStream(logFilePath, FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Write, FileShare.Write))
30                 {
31                     logFile.Seek(0, SeekOrigin.End);
32                     logFile.Write(logContentBytes, 0, logContentBytes.Length);
33                 }
34 
35                 WritedCount++;
36             }
37             catch (Exception ex)
38             {
39                 FailedCount++;
40                 Console.WriteLine(ex.Message);
41             }
42         }
43     }

 

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