推荐的版本 lock 语句（C# 参考）
最近在研究.NET分布式緩存代碼，正好涉及Lock，看了網(wǎng)上的文章，總結(jié)了一些Lock相關(guān)的知識，供大家一起學(xué)習(xí)參考。
一、Lock定義
??? lock 關(guān)鍵字可以用來確保代碼塊完成運行，而不會被其他線程中斷。它可以把一段代碼定義為互斥段（critical section），互斥段在一個時刻內(nèi)只允許一個線程進入執(zhí)行，而其他線程必須等待。這是通過在代碼塊運行期間為給定對象獲取互斥鎖來實現(xiàn)的。
???? 在多線程中，每個線程都有自己的資源，但是代碼區(qū)是共享的，即每個線程都可以執(zhí)行相同的函數(shù)。這可能帶來的問題就是幾個線程同時執(zhí)行一個函數(shù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的混亂，產(chǎn)生不可預(yù)料的結(jié)果，因此我們必須避免這種情況的發(fā)生。
??? 而在.NET中最好了解一下進程、應(yīng)用域和線程的概念，因為Lock是針對線程一級的，而在.NET中應(yīng)用域是否會對Lock起隔離作用，我的猜想是，即不在同一應(yīng)用域中的線程無法通過Lock來中斷；另外也最好能了解一下數(shù)據(jù)段、代碼段、堆、棧等概念。
??? 在C# lock關(guān)鍵字定義如下：
??? lock（expression） statement_block，其中expression代表你希望跟蹤的對象，通常是對象引用。
??? 如果你想保護一個類的實例，一般地，你可以使用this；如果你想保護一個靜態(tài)變量（如互斥代碼段在一個靜態(tài)方法內(nèi)部），一般使用類名就可以了。
而statement_block就是互斥段的代碼，這段代碼在一個時刻內(nèi)只可能被一個線程執(zhí)行。
二、簡單例子
using System;?
using System.Collections;?
using System.Collections.Generic;?
using System.Threading;?
namespace ConsoleApplication1?
{?
??? class Program?
??? {?
??????? static void Main(string[] args)?
??????? {?
??????????? Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(ThreadStart1));?
??????????? thread1.Name = "Thread1";?
??????????? Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(ThreadStart2));?
??????????? thread2.Name = "Thread2";?
??????????? Thread thread3 = new Thread(new ThreadStart(ThreadStart3));?
??????????? thread3.Name = "Thread3";?
??????????? thread1.Start();?
??????????? thread2.Start();?
??????????? thread3.Start();?
?????????? Console.ReadKey();?
????? }?
????? static object _object = new object();?
????? static void Done(int millisecondsTimeout)?
????? {?
??????????? Console.WriteLine(string.Format("{0} -> {1}.Start", DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"), Thread.CurrentThread.Name));?
??????????? //下邊代碼段同一時間只能由一個線程在執(zhí)行?
??????????? lock (_object)?
??????????? {?
????????????????? Console.WriteLine(string.Format("{0} -> {1}進入鎖定區(qū)域.", DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"), Thread.CurrentThread.Name));?
????????????????? Thread.Sleep(millisecondsTimeout);?
???????????????? Console.WriteLine(string.Format("{0} -> {1}退出鎖定區(qū)域.", DateTime.Now.ToString("HH:mm:ss"), Thread.CurrentThread.Name));?
??????????? }?
????? }?
????? static void ThreadStart1()?
????? {?
???????????? Done(5000);?
????? }?
????? static void ThreadStart2()?
????? {?
???????????? Done(3000);?
????? }?
????? static void ThreadStart2()?
????? {?
???????????? Done(1000);?
????? }?
?? }?
}
三、簡單解釋一下執(zhí)行過程
先來看看執(zhí)行過程，代碼示例如下：
??????? private static object? ojb = new object();
??????? lock(obj)
??????? {
???????????????? //鎖定運行的代碼段
??????? }?
? 假設(shè)線程A先執(zhí)行，線程B稍微慢一點。線程A執(zhí)行到lock語句，判斷obj是否已申請了互斥鎖，判斷依據(jù)是逐個與已存在的鎖進行object.ReferenceEquals比較(此處未加證實)，如果不存在，則申請一個新的互斥鎖，這時線程A進入lock里面了。
這時假設(shè)線程B啟動了，而線程A還未執(zhí)行完lock里面的代碼。線程B執(zhí)行到lock語句，檢查到obj已經(jīng)申請了互斥鎖，于是等待;直到線程A執(zhí)行完畢，釋放互斥鎖，線程B才能申請新的互斥鎖并執(zhí)行l(wèi)ock里面的代碼。
四、Lock的對象選擇問題
??? 接下來說一些lock應(yīng)該鎖定什么對象。
??? 1、為什么不能lock值類型
??? 比如lock(1)呢?lock本質(zhì)上Monitor.Enter，Monitor.Enter會使值類型裝箱，每次lock的是裝箱后的對象。lock其實是類似編譯器的語法糖，因此編譯器直接限制住不能lock值類型。退一萬步說，就算能編譯器允許你lock(1)，但是object.ReferenceEquals(1,1)始終返回false(因為每次裝箱后都是不同對象),也就是說每次都會判斷成未申請互斥鎖，這樣在同一時間，別的線程照樣能夠訪問里面的代碼，達不到同步的效果。同理lock((object)1)也不行。
??? 2、Lock字符串
??? 那么lock("xxx")字符串呢?MSDN上的原話是：
鎖定字符串尤其危險，因為字符串被公共語言運行庫 (CLR)“暫留”。 這意味著整個程序中任何給定字符串都只有一個實例，就是這同一個對象表示了所有運行的應(yīng)用程序域的所有線程中的該文本。因此，只要在應(yīng)用程序進程中的任何位置處具有相同內(nèi)容的字符串上放置了鎖，就將鎖定應(yīng)用程序中該字符串的所有實例。
??? 3、MSDN推薦的Lock對象
??? 通常，最好避免鎖定 public 類型或鎖定不受應(yīng)用程序控制的對象實例。例如，如果該實例可以被公開訪問，則 lock(this) 可能會有問題，因為不受控制的代碼也可能會鎖定該對象。這可能導(dǎo)致死鎖，即兩個或更多個線程等待釋放同一對象。出于同樣的原因，鎖定公共數(shù)據(jù)類型(相比于對象)也可能導(dǎo)致問題。
??? 而且lock(this)只對當(dāng)前對象有效，如果多個對象之間就達不到同步的效果。
??? 而自定義類推薦用私有的只讀靜態(tài)對象，比如：
private static readonly object obj = new object();
為什么要設(shè)置成只讀的呢?這時因為如果在lock代碼段中改變obj的值，其它線程就暢通無阻了，因為互斥鎖的對象變了，object.ReferenceEquals必然返回false。
4、lock(typeof(Class))
??? 與鎖定字符串一樣，范圍太廣了。
五、特殊問題：Lock（this）等的詳細(xì)解釋
??? 在以前編程中遇到lock問題總是使用lock(this)一鎖了之，出問題后翻看MSDN突然發(fā)現(xiàn)下面幾行字：通常，應(yīng)避免鎖定 public 類型，否則實例將超出代碼的控制范圍。常見的結(jié)構(gòu) lock (this)、lock (typeof (MyType)) 和 lock ("myLock") 違反此準(zhǔn)則：如果實例可以被公共訪問，將出現(xiàn)C# lock this問題。如果 MyType 可以被公共訪問，將出現(xiàn) lock (typeof (MyType)) 問題。由于進程中使用同一字符串的任何其他代碼將共享同一個鎖，所以出現(xiàn) lock(“myLock”) 問題。
??? 來看看C# lock this問題:如果有一個類Class1，該類有一個方法用lock(this)來實現(xiàn)互斥：
如果在同一個Class1的實例中,該Method2能夠互斥的執(zhí)行。但是如果是2個Class1的實例分別來執(zhí)行Method2,是沒有互斥效果的。因為這里的lock,只是對當(dāng)前的實例對象進行了加鎖。
Lock(typeof(MyType))鎖定住的對象范圍更為廣泛，由于一個類的所有實例都只有一個類型對象（該對象是typeof的返回結(jié)果），鎖定它，就鎖定了該對象的所有實例，微軟現(xiàn)在建議，不要使用lock(typeof(MyType)),因為鎖定類型對象是個很緩慢的過程，并且類中的其他線程、甚至在同一個應(yīng)用程序域中運行的其他程序都可以訪問該類型對象，因此，它們就有可能代替您鎖定類型對象，完全阻止您的執(zhí)行，從而導(dǎo)致你自己的代碼的掛起。
鎖住一個字符串更為神奇，只要字符串內(nèi)容相同，就能引起程序掛起。原因是在.NET中，字符串會被暫時存放，如果兩個變量的字符串內(nèi)容相同的話，.NET會把暫存的字符串對象分配給該變量。所以如果有兩個地方都在使用lock(“my lock”)的話，它們實際鎖住的是同一個對象。到此，微軟給出了個lock的建議用法：鎖定一個私有的static 成員變量。
.NET在一些集合類中（比如ArrayList,HashTable，Queue，Stack）已經(jīng)提供了一個供lock使用的對象SyncRoot，用Reflector工具查看了SyncRoot屬性的代碼，在Array中，該屬性只有一句話:return this,這樣和lock array的當(dāng)前實例是一樣的。ArrayList中的SyncRoot有所不同
其中Interlocked類是專門為多個線程共享的變量提供原子操作（如果你想鎖定的對象是基本數(shù)據(jù)類型，那么請使用這個類），CompareExchange方法將當(dāng)前syncRoot和null做比較，如果相等，就替換成new object()，這樣做是為了保證多個線程在使用syncRoot時是線程安全的。集合類中還有一個方法是和同步相關(guān)的：Synchronized，該方法返回一個對應(yīng)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來進行了同步處理，比如Add方法：
這里要特別注意的是MSDN提到：從頭到尾對一個集合進行枚舉本質(zhì)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，這將導(dǎo)致枚舉數(shù)引發(fā)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：
最后
??? 注意：應(yīng)避免鎖定 public 類型，否則實例將超出代碼的控制范圍。常見的結(jié)構(gòu) lock (this)、lock (typeof (MyType)) 和 lock ("myLock") 違反此準(zhǔn)則：?
??? 1）如果實例可以被公共訪問，將出現(xiàn) lock (this) 問題；?
??? 2）如果 MyType 可以被公共訪問，將出現(xiàn) lock (typeof (MyType)) 問題；?
??? 3）由于進程中使用同一字符串的任何其他代碼將共享同一個鎖，所以出現(xiàn) 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實例所共有的數(shù)據(jù)。
六、參考資料
??? 由于參考的資料都保存在本地，只能先列出標(biāo)題，無法提供原文地址，深表歉意！
??? 1）描述C#多線程中Lock關(guān)鍵字
??? 2）解決C# lock this問題
??? 3）基于C#中的lock關(guān)鍵字的總結(jié)
??? 4）C# lock關(guān)鍵字
?
轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/jaen-home/p/7158964.html
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的推荐的版本 lock 语句（C# 参考）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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