多线程(6)线程同步

多线程(6)线程同步

阅读目录

• 什么是线程同步
• 线程同步带来哪些问题
• 线程同步的常用解决方案

 　　使用多线程很容易，但是如果多个线程同时访问一个共享资源时而不加以控制，就会导致数据损坏。所以多线程并发时，必须要考虑线程同步(或称线程安全)的问题。 

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什么是线程同步

多个线程同时访问共享资源时，使多个线程顺序(串行)访问共享资源的机制。

注意：

1，共享资源，比如全局变量和静态变量。

2，访问，一般指写操作，读操作无需考虑线程同步。

3，串行，指当一个线程正在访问共享资源时，其它线程等待，直到该线程释放锁。

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线程同步带来哪些问题

如果能保证多个线程不会同时访问共享资源，那么就不需要考虑线程同步。

虽然线程同步能保证多线程同时访问共享数据时线程安全，但是同时也会带来以下问题：

1，使用起来繁琐，因为必须找出代码中所有可能由多个线程同时访问的共享数据，并且要用额外的代码将这些代码包围起来，获取和释放一个线程同步锁，而一旦有一处忘记用锁包围，共享数据就会被损坏。

2，损害性能，因为获取和释放一个锁是需要时间的。

3，可能会造成更多的线程被创建，由于线程同步锁一次只允许一个线程访问共享资源，当线程池线程试图获取一个暂时无法获取的锁时，线程池就会创建一个新的线程。

所以，要从设计上尽可能地避免线程同步，实在不能避免的再考虑线程同步。

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线程同步的常用解决方案

1，锁

包括lock关键字和Monitor类型。

 

使用lock关键字实现：

 

 

 

需要注意的是：

1，lock锁定的对象必须是引用类型，不能是值类型。因为值类型传入会发生装箱，这样每次lock的将是一个不同的对象，就没有办法实现多线程同步了。

2，避免使用public类型的对象，这样很容易导致死锁。因为其它代码也有可能锁定该对象。

3，避免锁定字符串，因为字符串会被CLR暂留(也就是说两个变量的字符串内容相同，.net会把暂留的字符串对象分配给变量)，导致应用程序中锁定的是同一个对象，造成死锁。

 

使用Monitor实现：

 

 

完整代码：

 

  

lock关键字揭密：

 通过查看lock关键字生成的IL代码，如下图：

从上图可以得出以下结论：

lock关键字内部就是使用Monitor类(或者说lock关键字是Monitor的语法糖)，使用lock关键字比直接使用Monitor更好，原因有二。

1，lock语法更简洁。

2，lock确保了即使代码抛出异常，也可以释放锁，因为在finally中调用了Monitor.Exit方法。 

2，信号同步

信号同步机制中涉及的类型都继承自抽象类WaitHandle，这些类型有EventWaitHandle（类型化为AutoResetEvent、ManualResetEvent）和Semaphore以及Mutex。关系如下图。

 

下面是使用信号同步机制的一个简单的例子，如下代码：

 

运行效果：

1，线程阻塞，等待信号。

2，主线程发送信号，让线程继续执行。

3，线程安全的集合类

我们也可以通过使用.net提供的线程安全的集合类来保证线程安全。在命名空间：System.Collections.Concurrent下。

主要包括：

• ConcurrentQueue 线程安全版本的Queue【常用】
• ConcurrentStack线程安全版本的Stack
• ConcurrentBag线程安全的对象集合
• ConcurrentDictionary线程安全的Dictionary【常用】

 

 

分类: C#基础

标签: .net基础系列