c# lock 鎖

本文轉載自查看原文 2019-08-15 14:44 2756 c#

lock語句

lock 語句獲取給定對象的互斥 lock，執行語句塊，然后釋放 lock。持有 lock 時，持有 lock 的線程可以再次獲取並釋放 lock。阻止任何其他線程獲取 lock 並等待釋放 lock。

為什么需要鎖

作為C#的程序員來說，在遇到線程同步的需求時最常用的就是lock關鍵字。lock 的目的很明確，就是不想讓別人使用這段代碼，體現在多線程情況下，只允許當前線程執行該代碼區域，其他線程等待直到該線程執行結束；這樣可以多線程避免同時使用某一方法造成數據混亂。

lock的等效代碼

在.NET的多線程程序中，經常會遇到lock關鍵字來控制同步，比如下列代碼：

private object o = new object();

public void Work()

{

　　lock(o)

　　{

　　　　//做一些需要線程同步的工作

　　}

事實上，lock這個關鍵字是C#為方便程序員而定義的語法，它等效於安全地使用System.Threading.Monitor類型。上面的代碼就直接等效於下面的代碼：

private object o = new object();

public void Work()

{

　　//這里很重要，是為了避免直接使用私有成員o，而導致線程不安全

　　object temp = o;

　　System.Threading.Monitor.Enter(temp);

　　try

　　{

　　　　//做一些需要線程同步的工作

　　}

　　finally

　　{

　　　　System.Threading.Monitor.Exit(temp);

　　}

正如你看到的，真正實現了線程同步功能的，就是System.Threading.Monitor類型，lock關鍵字只是用來代替調用Enter、Exit方法，並且將所有的工作包含在try塊內，以保證其最終退出同步。

注意：我們lock的一般是對象，不是值類型和字符串。

1、為什么不能lock值類型

比如lock(1)呢?lock本質上Monitor.Enter，Monitor.Enter會使值類型裝箱，每次lock的是裝箱后的對象。lock 其實是類似編譯器的語法糖，因此編譯器直接限制住不能lock值類型。退一萬步說，就算能編譯器允許你lock(1)，但是 object.ReferenceEquals(1,1)始終返回false(因為每次裝箱后都是不同對象),也就是說每次都會判斷成未申請互斥鎖，這樣在同一時間，別的線程照樣能夠訪問里面的代碼，達不到同步的效果。同理lock((object)1)也不行。

2、Lock字符串

那么lock("xxx")字符串呢?MSDN上的原話是：

鎖定字符串尤其危險，因為字符串被公共語言運行庫 (CLR)“暫留”。這意味着整個程序中任何給定字符串都只有一個實例，同一個對象表示了所有運行的應用程序域的所有線程中的該文本。因此，只要在應用程序進程中的任何位置處具有相同內容的字符串上放置了鎖，就將鎖定應用程序中該字符串的所有實例。

3、MSDN推薦的Lock對象

通常，最好避免鎖定 public 類型或鎖定不受應用程序控制的對象實例。例如，如果該實例可以被公開訪問，則 lock(this) 可能會有問題，因為不受控制的代碼也可能會鎖定該對象。這可能導致死鎖，即兩個或更多個線程等待釋放同一對象。出於同樣的原因，鎖定公共數據類型(相比於對象)也可能導致問題。

而且lock(this)只對當前對象有效，如果多個對象之間就達不到同步的效果。

而自定義類推薦用私有的只讀靜態對象，比如：

private static readonly object obj = new object();

為什么要設置成只讀的呢?這是因為如果在lock代碼段中改變obj的值，其它線程就暢通無阻了，因為互斥鎖的對象變了，object.ReferenceEquals必然返回false。

Lock 關鍵字鎖定靜態變量和非靜態變量的區別

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;

namespace testLock
{
    class Program
    { 
        static void Main(string[] args)
        { 
            Console.WriteLine("----------開始測試單實例非靜態鎖----------");

            MyLock myLock = new MyLock(); 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                Thread t = new Thread(myLock.Increment1); 
                t.Start(); 
            } 

            Thread.Sleep(3 * 1000);

            Console.WriteLine("----------開始測試單實例靜態鎖----------");

            MyLock myLock2 = new MyLock(); 
            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {  
                Thread t = new Thread(myLock2.Increment2); 
                t.Start(); 
            } 

            Thread.Sleep(3 * 1000); 

            Console.WriteLine("----------開始測試多實例非靜態鎖----------");
             

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                MyLock mlock = new MyLock();
                Thread t = new Thread(mlock.Increment1); 
                t.Start(); 
            }  

            Thread.Sleep(3 * 1000); 

            Console.WriteLine("----------開始測試多實例靜態鎖----------"); 

            for (int i = 0; i < 5; i++)
            {
                MyLock mlock = new MyLock();
                Thread t = new Thread(mlock.Increment2); 
                t.Start(); 
            }
 

            Console.Read();

        }
    } 

    public class MyLock
    {
        //靜態變量鎖對象
        private readonly static object staticObj = new object();

        //非靜態變量鎖對象
        private readonly object obj = new object();

        //成員變量 
        private static int i1 = 0; 
        private static int i2 = 0;


        /// <summary>
        /// 非靜態鎖
        /// </summary>
        /// <param name="handleObject">要處理的對象</param>
        public  void Increment1(object handleObject)
        { 
            lock (obj)
            { 

                Console.WriteLine("i1的值為：{0}", i1);

                //這里刻意制造線程並行機會，來檢查同步的功能

                Thread.Sleep(200);

                i1++;

                Console.WriteLine("i1自增后為：{0}", i1);

            } 
        }

        /// <summary>
        /// 靜態鎖
        /// </summary>
        /// <param name="handleObject">要處理的對象</param>
        public void Increment2(object handleObject)
        { 
            lock (staticObj)
            {

                Console.WriteLine("i2的值為：{0}", i2);

                //這里刻意制造線程並行機會，來檢查同步的功能

                Thread.Sleep(200);

                i2++;

                Console.WriteLine("i2自增后為：{0}", i2);

            } 
        } 
        
    }
}