【转载】5天不再惧怕多线程——第二天 锁机制

当多个线程在并发的时候，难免会碰到相互冲突的事情，比如最经典的ATM机的问题，并发不可怕，可怕的是我们没有能力控制。

线程以我的理解可以分为三种

① 锁。

② 互斥。

③ 信号。

好，这一篇主要整理“锁”，C#提供了2种手工控制的锁

一:  Monitor类

这个算是实现锁机制的纯正类，在锁定的临界区中只允许让一个线程访问，其他线程排队等待。主要整理为2组方法。

1：Monitor.Enter和Monitor.Exit

微软很照护我们，给了我们语法糖Lock,对的，语言糖确实减少了我们不必要的劳动并且让代码更可观，但是如果我们要精细的

控制，则必须使用原生类，这里要注意一个问题就是“锁住什么”的问题，一般情况下我们锁住的都是静态对象，我们知道静态对象

属于类级别，当有很多线程共同访问的时候，那个静态对象对多个线程来说是一个，不像实例字段会被认为是多个。

不加锁的情况：

 1    class Program 2     { 3         static void Main(string[] args) 4         { 5             for (int i = 0; i < 10; i++) 6             { 7                 Thread t = new Thread(Run); 8  9                 t.Start();10             }11         }12 13         //资源14         static object obj = new object();15 16         static int count = 0;17 18         static void Run()19         {20             Thread.Sleep(10);21 22             Console.WriteLine("当前数字：{0}", ++count);23         }24     }

加锁的情况：

 1     class Program 2     { 3         static void Main(string[] args) 4         { 5             for (int i = 0; i < 10; i++) 6             { 7                 Thread t = new Thread(Run); 8  9                 t.Start();10             }11         }12 13         //资源14         static object obj = new object();15 16         static int count = 0;17 18         static void Run()19         {20             Thread.Sleep(10);21 22             //进入临界区23             Monitor.Enter(obj);24 25             Console.WriteLine("当前数字：{0}", ++count);26 27             //退出临界区28             Monitor.Exit(obj);29         }30     }

2：Monitor.Wait和Monitor.Pulse

首先这两个方法是成对出现，通常使用在Enter，Exit之间。

Wait： 暂时的释放资源锁，然后该线程进入”等待队列“中，那么自然别的线程就能获取到资源锁。

Pulse:  唤醒“等待队列”中的线程，那么当时被Wait的线程就重新获取到了锁。

这里我们是否注意到了两点：

①   可能A线程进入到临界区后，需要B线程做一些初始化操作，然后A线程继续干剩下的事情。

②   用上面的两个方法，我们可以实现线程间的彼此通信。

下面举个例子来模拟两个人的对话。

 1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Text; 4 using System.Threading; 5  6 namespace Test 7 { 8     public class Program 9     {10         public static void Main(string[] args)11         {12             LockObj obj = new LockObj();13 14             //注意，这里使用的是同一个资源对象obj15             Jack jack = new Jack(obj);16             John john = new John(obj);17 18             Thread t1 = new Thread(new ThreadStart(jack.Run));19             Thread t2 = new Thread(new ThreadStart(john.Run));20 21             t1.Start();22             t1.Name = "Jack";23 24             t2.Start();25             t2.Name = "John";26 27             Console.ReadLine();28         }29     }30 31     //锁定对象32     public class LockObj { }33 34     public class Jack35     {36         private LockObj obj;37 38         public Jack(LockObj obj)39         {40             this.obj = obj;41         }42 43         public void Run()44         {45             Monitor.Enter(this.obj);46 47             Console.WriteLine("{0}:我已进入茅厕。", Thread.CurrentThread.Name);48 49             Console.WriteLine("{0}：擦，太臭了，我还是撤！", Thread.CurrentThread.Name);50 51             //暂时的释放锁资源52             Monitor.Wait(this.obj);53 54             Console.WriteLine("{0}：兄弟说的对，我还是进去吧。", Thread.CurrentThread.Name);55 56             //唤醒等待队列中的线程57             Monitor.Pulse(this.obj);58 59             Console.WriteLine("{0}：拉完了，真舒服。", Thread.CurrentThread.Name);60 61             Monitor.Exit(this.obj);62         }63     }64 65     public class John66     {67         private LockObj obj;68 69         public John(LockObj obj)70         {71             this.obj = obj;72         }73 74         public void Run()75         {76             Monitor.Enter(this.obj);77 78             Console.WriteLine("{0}:直奔茅厕，兄弟，你还是进来吧，小心憋坏了！",79                                Thread.CurrentThread.Name);80 81             //唤醒等待队列中的线程82             Monitor.Pulse(this.obj);83 84             Console.WriteLine("{0}:哗啦啦....", Thread.CurrentThread.Name);85 86             //暂时的释放锁资源87             Monitor.Wait(this.obj);88 89             Console.WriteLine("{0}：拉完了,真舒服。", Thread.CurrentThread.Name);90 91             Monitor.Exit(this.obj);92         }93     }94 }

二：ReaderWriterLock类

先前也知道，Monitor实现的是在读写两种情况的临界区中只可以让一个线程访问，那么如果业务中存在”读取密集型“操作，就

好比数据库一样，读取的操作永远比写入的操作多。针对这种情况，我们使用Monitor的话很吃亏，不过没关系，ReadWriterLock

就很牛X，因为实现了”写入串行“，”读取并行“。

ReaderWriteLock中主要用3组方法：

<1>  AcquireWriterLock: 获取写入锁。

ReleaseWriterLock：释放写入锁。

<2>  AcquireReaderLock: 获取读锁。

ReleaseReaderLock：释放读锁。

<3>  UpgradeToWriterLock:将读锁转为写锁。

DowngradeFromWriterLock：将写锁还原为读锁。

下面就实现一个写操作，三个读操作，要知道这三个读操作是并发的。

 1 namespace Test 2 { 3     class Program 4     { 5         static List<int> list = new List<int>(); 6  7         static ReaderWriterLock rw = new System.Threading.ReaderWriterLock(); 8  9         static void Main(string[] args)10         {11             Thread t1 = new Thread(AutoAddFunc);12 13             Thread t2 = new Thread(AutoReadFunc);14 15             t1.Start();16 17             t2.Start();18 19             Console.Read();20         }21 22         /// <summary>23 /// 模拟3s插入一次24 /// </summary>25 /// <param name="num"></param>26         public static void AutoAddFunc()27         {28             //3000ms插入一次29             Timer timer1 = new Timer(new TimerCallback(Add), null, 0, 3000);30         }31 32         public static void AutoReadFunc()33         {34             //1000ms自动读取一次35             Timer timer1 = new Timer(new TimerCallback(Read), null, 0, 1000);36             Timer timer2 = new Timer(new TimerCallback(Read), null, 0, 1000);37             Timer timer3 = new Timer(new TimerCallback(Read), null, 0, 1000);38         }39 40         public static void Add(object obj)41         {42             var num = new Random().Next(0, 1000);43 44             //写锁45             rw.AcquireWriterLock(TimeSpan.FromSeconds(30));46 47             list.Add(num);48 49             Console.WriteLine("我是线程{0}，我插入的数据是{1}。", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, num);50 51             //释放锁52             rw.ReleaseWriterLock();53         }54 55         public static void Read(object obj)56         {57             //读锁58             rw.AcquireReaderLock(TimeSpan.FromSeconds(30));59 60             Console.WriteLine("我是线程{0},我读取的集合为:{1}",61                               Thread.CurrentThread.ManagedThreadId, string.Join(",", list));62             //释放锁63             rw.ReleaseReaderLock();64         }65     }66 }

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