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C# 多线程系列(六)

时间:2018-04-26 18:32:40      阅读:138      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:ica   lse   改进   交换   分时   inter   更改   包括   task   

同步

  当多个线程共享一些数据的时候,我们就需要使用同步技术,确保一次只有一个线程访问合改变共享状态。注意,同步问题与争用和死锁有关。

例:

static int idx = 0;
static void Add()
{
    for (int i = 0; i < 50000; i++)
    {
        idx++;
    }
}
static void Main()
{
    const int SIZE = 40;
    Task[] arr = new Task[SIZE];
    while (true)
    {
        for (int i = 0; i < SIZE; i++)
        {
            arr[i] = new Task(Add);
            arr[i].Start();         //启动多个线程
        }

        for (int i = 0; i < SIZE; i++)
        {
            arr[i].Wait();          //等待线程完成
        }

        Console.WriteLine(idx);
        Thread.Sleep(500);
        idx = 0;//  重置数据,再次运行
    }
}

 

结果:

1717634
1652989
1444839
1272385
1558097
1297459
1968232
2000000

显然,不是我们想要的,我们期望每次运行的结果都是2000000。这是因为idx++不是线程安全的,它的操作包括从内存中获取一个值,给该值递增1,再将它存回内存。这些操作都可能会被线程调度器打断。

这种情况下,我们就需要一些同步方法解决该问题。

  • lock关键字将语句块标记为临界区,方法是获取给定对象的互斥锁,执行语句,然后释放该锁。在块的开始处调用 Enter,而在块的结尾处调用 Exit。这样可确保当一个线程位于代码的关键部分时,另一个线程不会进入该关键部分。 如果其他线程尝试进入锁定的代码,则它将一直等待(即被阻止),直到该对象被释放。一个线程,当阻塞的时候,不占用CPU资源。
static object locker = new object();
static void Add()
{
    for (int i = 0; i < 50000; i++)
    {
        lock (locker)
            idx++;
    }
}

 

  • Interlocked类用于使变量的简单语句原子话(最小执行单元,不会被中途打断),提供了以线程安全的方式递增、递减、交换和读取值的方法。
对上例而言,把idx++替换成Interlocked.Increment(ref idx);
  •  Monitor类算是实现锁机制的纯正类,lock语句由编译器解析为使用Monitor类。
lock(obj)
{
    //synchronized region for obj
}

相当于

Monitor.Enter(obj);
try
{
    //synchornized region for obj
}
finally
{
    Monitor.Exit(obj)
}

用TryEnter可以添加timeout

 1 object obj = new object();
 2 Task.Run(()=>{
 3     lock(obj)
 4     {
 5         Console.WriteLine("lock obj");
 6         Thread.Sleep(3000);
 7     }
 8 });
 9 bool b = Monitor.TryEnter(obj, 2000);
10 if (b)
11 {
12     try
13     {
14         Console.WriteLine("monitor enter.");
15     }
16     finally
17     {
18         Monitor.Exit(obj);
19     }
20 }
21 else
22 {
23     Console.WriteLine("monitor enter false.");
24 }
25 
26 Console.ReadKey();

 

另外,Monitor还提供了Wait方法,用于释放对象上的锁并阻止当前线程,直到它重新获取该锁。

提供了Pulse方法用于通知等待队列中的线程锁定对象状态的更改;PulseAll通知所有的等待线程对象状态的更改。

  •  SpinLock自旋锁,如果基于对象锁定(Monitor)的系统开销由于垃圾回收而过高,就可以使用SpinLock结构。如果有大量的锁定(例如,列表中的每个节点都有一个锁定),且锁定的时间总是非常短,SpinLock结构就很有用。应避免使用多个SpinLock结构,也不要调用任何可能阻塞的内容。SpinLock 应仅用于您,这样做可以改进应用程序的性能确定后。 还有一点需要注意 SpinLock 是值类型,为了提高性能。 出于此原因,您必须非常小心,以免意外复制 SpinLock 实例,因为两个实例 (原始项和副本) 都将完全相互独立的这可能会导致错误行为的应用程序。 如果 SpinLock 必须围绕传递实例,则应通过引用而不是通过值传递。

    请不要在存储 SpinLock 只读字段中的实例。

 

C# 多线程系列(六)

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原文地址:https://www.cnblogs.com/wrbxdj/p/8554876.html

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