C#线程同步与死锁Monitor

时间:2022-12-27 09:39:23

在上一讲介绍了使用lock来实现C#线程同步。实际上,这个lock是C#的一个障眼法,在C#编译器编译lock语句时,将其编译成了调用Monitor类。先看看下面的C#源代码:

  1. public static void MyLock() 
  2. lock (typeof(Program)) 
  3. }

上面的代码通过lock语句使MyLock同步,这个方法被编译成IL后,代码如图1所示。

C#线程同步与死锁Monitor

图1

从上图被标注的区域可以看到,一条lock语句被编译成了调用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor在 System.Threading命名空间中。lock的功能就相当于直接调用Monitor的Entry方法,所不同的是,lock方法在结束后,会自动解除锁定,当然,在IL中是调用了Monitor的Exit方法,但在C#程序中,看起来是自动解锁的,这类似于C#中的using语句,可以自动释放数据库等的资源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor类,就必须调用Exit方法来显式地解除锁定。如下面的代码所示:

  1. Monitor.Entry(lockObj); 
  2. try
  3. // lockObj的同布区 
  4. catch(Exception e) 
  5. // 异常处理代码 
  6. finally
  7. Monitor.Exit(lockObj);  // 解除锁定 
  8. }

Exit方法最后在finally里调用,这样无论在方法在发生异常、返回还是正常执行,都会执行到finally,并调用Exit方法解除锁定。

Monitor类不仅可以完全取代lock语句(如果只使用lock语句本身的功能,最好还是直接用lock语句吧),还可以使用TryEntry方法设置一个锁定超时,单位是毫秒。如下面的代码所示:

  1. if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000)) 
  2. try
  3. finally
  4. Monitor.Exit(lockObj); 
  5. else
  6. // 超时后的处理代码 
  7. }

上面的代码设置了锁定超时时间为1秒,也就是说,在1秒中后,lockObj还未被解锁,TryEntry方法就会返回false,如果在1秒之内,lockObj被解锁,TryEntry返回true。我们可以使用这种方法来避免死锁,如下面的代码所示:

  1. class Program 
  2. private static Object objA = new Object(); 
  3. private static Object objB = new Object(); 
  4. public static void LockA() 
  5. if (Monitor.TryEnter(objA, 1000)) 
  6. Thread.Sleep(1000); 
  7. if (Monitor.TryEnter(objB, 2000)) 
  8. Monitor.Exit(objB); 
  9. else
  10. Console.WriteLine("LockB timeout"); 
  11. Monitor.Exit(objA); 
  12. Console.WriteLine("LockA"); 
  13. public static void LockB() 
  14. if (Monitor.TryEnter(objB, 2000)) 
  15. Thread.Sleep(2000); 
  16. if (Monitor.TryEnter(objA, 1000)) 
  17. Monitor.Exit(objA); 
  18. else
  19. Console.WriteLine("LockA timeout"); 
  20. Monitor.Exit(objB); 
  21. Console.WriteLine("LockB"); 
  22. public static void Main() 
  23. Thread threadA = new Thread(LockA); 
  24. Thread threadB = new Thread(LockB); 
  25. threadA.Start(); 
  26. threadB.Start(); 
  27. Thread.Sleep(4000);          
  28. Console.WriteLine("线程结束"); 
  29. }

上面的代码是在上一讲举的死锁的例子,但在这一讲将lock语句改成了TryEntry方法,而且设置了锁定超时间,由于在等待一定时间后,不管被锁定的对象是否被解锁,TryEntry方法都会返回,因此,上面的代码是不会死锁的。运行上面的代码的结果如图2所示。

C#线程同步与死锁Monitor

图2

如果TryEntry方法的超时时间为System.Threading.Timeout.Infinite,TryEntry方法就相当于Entry方法,如果超时时间为0,不管是否解锁,TryEntry方法都会立即返回。

这样就解决了C#线程同步与死锁的问题

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