轉自 http://www.cnblogs.com/freshman0216/archive/2008/08/07/1256919.html
前兩篇簡單介紹了線程同步lock，Monitor，同步事件EventWaitHandler，互斥體Mutex的基本用法，在此基礎上，我們對它們用法進行比較，并給出什麼時候需要鎖什麼時候不需要的幾點建議。最後，介紹幾個FCL中線程安全的類，集合類的鎖定方式等，做為對線程同步系列的完善和補充。
1.幾種同步方法的差別
lock和Monitor是.NET用一個特殊結構實作的，Monitor對象是完全托管的、完全可移植的，并且在作業系統資源要求方面可能更為有效，同步速度較快，但不能跨程序同步。lock（Monitor.Enter和Monitor.Exit方法的封裝），主要作用是鎖定臨界區，使臨界區代碼隻能被獲得鎖的線程執行。Monitor.Wait和Monitor.Pulse用于線程同步，類似信号操作，個人感覺使用比較複雜，容易造成死鎖。
互斥體Mutex和事件對象EventWaitHandler屬于核心對象，利用核心對象進行線程同步，線程必須要在使用者模式和核心模式間切換，是以一般效率很低，但利用互斥對象和事件對象這樣的核心對象，可以在多個程序中的各個線程間進行同步。
互斥體Mutex類似于一個接力棒，拿到接力棒的線程才可以開始跑，當然接力棒一次隻屬于一個線程(Thread Affinity)，如果這個線程不釋放接力棒(Mutex.ReleaseMutex)，那麼沒辦法，其他所有需要接力棒運作的線程都知道能等着看熱鬧。
EventWaitHandle 類允許線程通過發信号互相通信。通常，一個或多個線程在 EventWaitHandle 上阻止，直到一個未阻止的線程調用 Set 方法，以釋放一個或多個被阻止的線程。
2.什麼時候需要鎖定
首先要了解鎖定是解決競争條件的，也就是多個線程同時通路某個資源，造成意想不到的結果。比如，最簡單的情況是，一個計數器，兩個線程 同時加一，後果就是損失了一個計數，但相當頻繁的鎖定又可能帶來性能上的消耗，還有最可怕的情況死鎖。那麼什麼情況下我們需要使用鎖，什麼情況下不需要 呢？
1）隻有共享資源才需要鎖定
隻有可以被多線程通路的共享資源才需要考慮鎖定，比如靜态變量，再比如某些緩存中的值，而屬于線程内部的變量不需要鎖定。
2）多使用lock,少用Mutex
如果你一定要使用鎖定，請盡量不要使用核心子產品的鎖定機制，比如.NET的Mutex，Semaphore，AutoResetEvent和 ManuResetEvent，使用這樣的機制涉及到了系統在使用者模式和核心模式間的切換，性能差很多，但是他們的優點是可以跨程序同步線程，是以應該清 楚的了解到他們的不同和适用範圍。
3）了解你的程式是怎麼運作的
實際上在web開發中大多數邏輯都是在單個線程中展開的，一個請求都會在一個單獨的線程中處理，其中的大部分變量都是屬于這個線程的，根本沒有必要考慮鎖定，當然對于ASP.NET中的Application對象中的資料，我們就要考慮加鎖了。
4）把鎖定交給資料庫
數 據庫除了存儲資料之外，還有一個重要的用途就是同步，資料庫本身用了一套複雜的機制來保證資料的可靠和一緻性，這就為我們節省了很多的精力。保證了資料源 頭上的同步，我們多數的精力就可以集中在緩存等其他一些資源的同步通路上了。通常，隻有涉及到多個線程修改資料庫中同一條記錄時，我們才考慮加鎖。
5）業務邏輯對事務和線程安全的要求
這 條是最根本的東西，開發完全線程安全的程式是件很費時費力的事情，在電子商務等涉及金融系統的案例中，許多邏輯都必須嚴格的線程安全，是以我們不得不犧牲 一些性能，和很多的開發時間來做這方面的工作。而一般的應用中，許多情況下雖然程式有競争的危險，我們還是可以不使用鎖定，比如有的時候計數器少一多一， 對結果無傷大雅的情況下，我們就可以不用去管它。
3.InterLocked類
Interlocked 類提供了同步對多個線程共享的變量的通路的方法。如果該變量位于共享記憶體中，則不同程序的線程就可以使用該機制。互鎖操作是原子的，即整個操作是不能由相 同變量上的另一個互鎖操作所中斷的單元。這在搶先多線程作業系統中是很重要的，在這樣的作業系統中，線程可以在從某個記憶體位址加載值之後但是在有機會更改 和存儲該值之前被挂起。
我們來看一個InterLock.Increment()的例子，該方法以原子的形式遞增指定變量并存儲結果，示例如下：
class InterLockedTest
{
public static Int64 i = 0;
public static void Add()
{
for (int i = 0; i < 100000000; i++)
{
Interlocked.Increment(ref InterLockedTest.i);
//InterLockedTest.i = InterLockedTest.i + 1;
}
}
public static void Main(string[] args)
Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(InterLockedTest.Add));
Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(InterLockedTest.Add));
t1.Start();
t2.Start();
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine(InterLockedTest.i.ToString());
Console.Read();
}
輸出結果200000000，如果InterLockedTest.Add()方法中用注釋掉的語句代替Interlocked.Increment()方法，結果将不可預知，每次執行結果不同。InterLockedTest.Add()方法保證了加1操作的原子性，功能上相當于自動給加操作使用了lock鎖。同時我們也注意到InterLockedTest.Add()用時比直接用+号加1要耗時的多，是以說加鎖資源損耗還是很明顯的。
另外InterLockedTest類還有幾個常用方法，具體用法可以參考MSDN上的介紹。
4.集合類的同步
.NET在一些集合類，比如Queue、ArrayList、HashTable和Stack，已經提供了一個供lock使用的對象SyncRoot。用Reflector檢視了SyncRoot屬性（Stack.SynchRoot略有不同）的源碼如下：
public virtual object SyncRoot
{
get
if (this._syncRoot == null)
//如果_syncRoot和null相等，将new object指派給_syncRoot
//Interlocked.CompareExchange方法保證多個線程在使用syncRoot時是線程安全的
Interlocked.CompareExchange(ref this._syncRoot, new object(), null);
return this._syncRoot;
}
這裡要特别注意的是MSDN提到：從頭到尾對一個集合進行枚舉本質上并不是一個線程安全的過程。即使一個集合已進行同步，其他線程仍可以修改該集合，這将導緻枚舉數引發異常。若要在枚舉過程中保證線程安全，可以在整個枚舉過程中鎖定集合，或者捕捉由于其他線程進行的更改而引發的異常。應該使用下面的代碼：
Queue q = new Queue();
lock (q.SyncRoot)
foreach (object item in q)
//do something
還有一點需要說明的是，集合類提供了一個是和同步相關的方法Synchronized，該 方法傳回一個對應的集合類的wrapper類，該類是線程安全的，因為他的大部分方法都用lock關鍵字進行了同步處理。如HashTable的 Synchronized傳回一個新的線程安全的HashTable執行個體，代碼如下：
//在多線程環境中隻要我們用下面的方式執行個體化HashTable就可以了
Hashtable ht = Hashtable.Synchronized(new Hashtable());
//以下代碼是.NET Framework Class Library實作，增加對Synchronized的認識
[HostProtection(SecurityAction.LinkDemand, Synchronization=true)]
public static Hashtable Synchronized(Hashtable table)
if (table == null)
throw new ArgumentNullException("table");
return new SyncHashtable(table);
//SyncHashtable的幾個常用方法，我們可以看到内部實作都加了lock關鍵字保證線程安全
public override void Add(object key, object value)
lock (this._table.SyncRoot)
this._table.Add(key, value);
public override void Clear()
this._table.Clear();
public override void Remove(object key)
this._table.Remove(key);
線程同步是一個非常複雜的話題，這裡隻是根據公司的一個項目把相關的知識整理出來，作為工作的一種總結。這些同步方法的使用場景是怎樣的？究竟有哪些細微的差别？還有待于進一步的學習和實踐。