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C#線程同步——lock,Monitor,Mutex(摘錄)

線程:線程是程序的獨立執行單元,每一個程序都有一個主線程,除了主線程可以包含其他的線程。

多線程的意義:多線程有助于改善程式的總體響應性,提高cpu的效率。

      多線程的應用程式域是相當不穩定的,因為多個線程在同一時間内都能運作共享的功能子產品。為了保護應用程式的資源不被破壞,為多線程程式提供了三種加鎖的機制,分别是:monitor類、lock關鍵字和mutex類。

     1. lock

       lock實作的功能是:使後進入的線程不會中斷目前的線程,而是等待目前線程結束後再繼續執行。

   應用:

   private object thislock=new object();

   lock(thislock){

               //鎖定的代碼塊

    }

  注意:避免鎖定 public 類型,否則執行個體将超出代碼的控制範圍。

           常見的結構 lock (this)、lock (typeof (mytype)) 和 lock ("mylock")

           違反此準則:如果執行個體可以被公共通路,将出現 lock (this) 問題。

           如果 mytype 可以被公共通路,将出現 lock (typeof (mytype)) 問題。

           由于程序中使用同一字元串的任何其他代碼将共享同一個鎖,是以出現 lock(“mylock”) 問題。

           最佳做法是定義 private 對象來鎖定, 或 private static 對象變量來保護所有執行個體所共有的資料。

           下面舉例說明lock的應用:

           下面的例子中建立了5個次線程,次線程完成的任務就是:輸出線程編碼,延遲1秒,然後輸出當時的時間

example:

C#線程同步——lock,Monitor,Mutex(摘錄)

代碼

實驗結果如下:

C#線程同步——lock,Monitor,Mutex(摘錄)

                         圖1:加lock

C#線程同步——lock,Monitor,Mutex(摘錄)

                   圖2:沒有lock     

從實驗結果可以看出,加lock後,程式每次隻能執行一個線程,隻有目前線程執行完了,才會執行下一個線程 

                              未加lock,程式執行混亂,容易阻塞

2. monitor

   lock是對monitor的enter和exit的一個封裝,是以monitor類的enter()和exit()方法的組合使用可以用lock關鍵字替代。

   monitor類除了具有lock的功能外,還有以下功能:

     tryenter()解決長期死等的問題,如果一個并發經常發生,并且持續時間很長,使用tryenter,可以有效防止死鎖或者長時間 的等待。     

    wait()釋放對象上的鎖,以便允許其他線程鎖定和通路該對象。在其他線程通路對象時,調用線程将等待。脈沖信号用于通知等待線程有關對象狀态的更改。

      pulse(),pulseall()向一個或多個等待線程發送信号。該信号通知等待線程鎖定對象的狀态已更改,并且鎖的所有者準備釋放該鎖。等待線程被放置在對象的就緒隊列中以便它可以最後接收對象鎖。一旦線程擁有了鎖,它就可以檢查對象的新狀态以檢視是否達到所需狀态。

      注意:pulse、pulseall和wait方法必須從同步的代碼塊内調用。

  3. mutex(互斥體) 

   mutex的突出特點是可以跨應用程式域邊界對資源進行獨占通路,即可以用于同步不同程序中的線程,這種功能是以犧牲更多的系統資源為代價的。     

   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),那麼其他所有需要接力棒運作的線程隻能等着看熱鬧。

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