c# 多线程 syncroot_c++ 安全线程_c#线程死锁

前两篇简单介绍了线程同步lock，Monitor，同步事件EventWaitHandler，互斥体Mutex的基本用法，在此基础上，我们对 它们用法进行非常，并给出什么时候需要锁什么时候不需要的几点建议。最后，介绍几个FCL中线程安全的类，集合类的锁定模式等，做为对线程同步系列的健全 和补充。

lock和Monitor是.NET用一个特殊结构推动的，Monitor对象是完全托管的、完全可移植的，并且在操作系统资源要求方 面也许更为有效，同步速率较快，但不能跨进程同步。lock（Monitor.Enter和Monitor.Exit方法的封装），主要作用是锁定临界区，使临 界区代码没法被拿到锁的轮询执行。Monitor.Wait和Monitor.Pulse用于线程同步，类似信号操作，个人觉得使用非常复杂，容易导致死 锁。

互斥体Mutex和事件对象EventWaitHandler属于内核对象，利用内核对象进行线程同步c# 多线程 syncroot，线程需要要在客户理念和内核模 式间切换，所以通常效率很低，但借助互斥对象和事件对象那样的内核对象，可以在多个进程中的各个线程间进行同步。

互斥体Mutex类似于一个接力棒，拿到接力棒的线程才可以开始跑，当然接力棒一次只属于一个线程(Thread Affinity)，如果这个线程不传递接力棒(Mutex.ReleaseMutex)，那么没办法，其他所有必须接力棒运行的线程都明白能等着看热 闹。

EventWaitHandle 类允许线程通过发讯号互相通信。 通常，一个或多个线程在 EventWaitHandle 上阻碍，直到一个未阻挡的泛型调用 Set 方法，以释放一个或多个被阻止的线程。

首先要理解锁定是缓解竞争条件的，也就是多个线程同时访问某个资源，造成意想不到的结果。比如，最简单的状况是，一个计数器，两个线程 同时加一，后果就是损失了一个计数，但比较经常的锁定又或许带给性能上的消耗，还有最恐怖的状况死锁。那么哪些情况下我们应该使用锁，什么状况下不需要 呢？

1）只有共享资源才应该锁定

只有可以被多线程访问的共享资源才应该考量锁定c# 多线程 syncroot，比如静态变量，再例如那些缓存中的值，而属于线程外部的函数不需要锁定。

2）多使用lock,少用Mutex

如果你一定要使用锁定，请务必不要使用内核组件的锁定模式，比如.NET的Mutex，Semaphore，AutoResetEvent和 ManuResetEvent，使用这种的模式涉及到了平台在客户理念和内核机制间的切换，性能差太多，但是她们的缺点是可以跨进程同步线程，所以需要清 楚的了解到他们的不同和适用范围。

3）了解你的程序是怎样运行的

实际上在web开发中大多数逻辑都是在单个线程中展开的，一个请求就会在一个单独的线程中处理，其中的大部分变量都是属于这个线程的，根本没有必要考量锁 定，当然针对ASP.NET中的Application对象中的数据，我们还要考量加锁了。

4）把锁定交给

数 据库不仅存储数据之外，还有一个重要的功能就是同步，本身用了一套复杂的体系来确保数据的靠谱和一致性，这就为我们花费了好多的精力。保证了数据源 头上的同步，我们多数的精力就可以集中在缓存等其它一些资源的同步访问上了。通常，只有涉及到多个线程设置中同一条记录时，我们才考虑加锁。

5）业务逻辑对事务和线程安全的规定

这 条是最根本的东西，开发完全线程安全的程序是件很费时费力的事情，在电子商务等涵盖金融平台的实例中，许多逻辑都需要严格的线程安全，所以我们不得不牺牲 一些性能，和众多的研发时间来做这方面的工作。而通常的应用中，许多状况下其实程序有竞争的危险，我们而是可以不使用锁定，比如有的之后计数器少一多一， 对结果无伤大雅的状况下，我们就可以不用去管它。

Interlocked 类提供了同步对多个泛型共享的数组的访问的方式。如果该变量位于共享存储中，则不同进程的线程就可以使用该模式。互锁操作是原子的，即整个操作是不能由相 同变量上的另一个互锁操作所中断的单元。这在抢先多线程操作系统中是很重要的，在这种的操作系统中，线程可以在从某个内存地址加载值然后其实在有机会修改 和存储该值之前被挂起。

我们来看一个InterLock.Increment()的举例，该方式以原子的手段递增指定函数并传输结果，示例如下：

classInterLockedTest

{

publicstaticInt64i=0;

publicstaticvoidAdd()

{

for(inti=0;i<100000000;i++)

{

Interlocked.Increment(refInterLockedTest.i);

//InterLockedTest.i=InterLockedTest.i+1;

}

}

publicstaticvoidMain(string[]args)

{

Threadt1=newThread(newThreadStart(InterLockedTest.Add));

Threadt2=newThread(newThreadStart(InterLockedTest.Add));

t1.Start();

t2.Start();

t1.Join();

t2.Join();

Console.WriteLine(InterLockedTest.i.ToString());

Console.Read();

}

}

输出结果200000000，如果InterLockedTest.Add()方法中用注解掉的句子代替Interlocked.Increment() 方法，结果将不可预知，每次执行结果不同。InterLockedTest.Add()方法保证了加1操作的原子性，功能上相当于自动给加操作使用了 lock锁。同时我们也注意到InterLockedTest.Add()用时比直接用+号加1要耗时的多，所以说加锁资源消耗还是很明显的。

另外InterLockedTest类还有几个常用方式，具体用法可以参考MSDN上的介绍。

.NET在一些集合类，比如Queue、ArrayList、HashTable和Stack，已经提供了一个供lock使用的对象SyncRoot。用 Reflector查看了SyncRoot属性（Stack.SynchRoot略有不同）的源码如下：

publicvirtualobjectSyncRoot

{

get

{

if(this._syncRoot==null)

{

//如果_syncRoot和null相同，将newobject赋值给 _syncRoot

//Interlocked.CompareExchange方法保证多个线程在使用 syncRoot时是线程安全的

Interlocked.CompareExchange(refthis._syncRoot,newobject(),null);

}

returnthis._syncRoot;

}

}

这里要非常注意的是MSDN提到：从头到尾对一个集合进行枚举本质上并不是一个线程安全的过程。即使一个集合已进行同步，其他线程仍可以设置该集合，这将 导致枚举数造成异常。若要在泛型过程中确保线程安全，可以在整个遍历过程中锁定集合，或者捕获由于其它线程进行的修改而引起的异常。应该使用以下的代码：

Queue使用lock示例

Queueq=newQueue();

lock(q.SyncRoot)

{

foreach(objectiteminq)

{

//dosomething

}

}

还有一点需要表明的是，集合类提供了一个是和同步相关的方式Synchronized，该 方法返回一个对应的集合类的wrapper类，该类是线程安全的，因为他的大部分方法都用lock关键字进行了同步处理。如HashTable的 Synchronized返回一个新的线程安全的HashTable实例，代码如下：

//在多线程环境中即使我们用上面的 方式实例化HashTable就可以了

Hashtableht=Hashtable.Synchronized(newHashtable());

//以下代码是.NETFrameworkClassLibrary实现，增加对 Synchronized的认识

[HostProtection(SecurityAction.LinkDemand,Synchronization=true)]

publicstaticHashtableSynchronized(Hashtabletable)

{

if(table==null)

{

thrownewArgumentNullException("table");

}

returnnewSyncHashtable(table);

}

//SyncHashtable的几个常用方式，我们可以发现外部实现都加了lock关键字 保证线程安全

publicoverridevoidAdd(objectkey,objectvalue)

{

lock(this._table.SyncRoot)

{

this._table.Add(key,value);

}

}

publicoverridevoidClear()

{

lock(this._table.SyncRoot)

{

this._table.Clear();

}

}

publicoverridevoidRemove(objectkey)

{

lock(this._table.SyncRoot)

{

this._table.Remove(key);

}

}

线程同步是一个非常复杂的话题，这里也是按照公司的一个项目把相关的知识整理起来，作为工作的一种总结。这些同步方式的使用画面是如何的？究竟有什么细微 的差距？还有待于进一步的学习和实践。

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