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這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)C#多線程中線程同步的示例分析，小編覺(jué)得挺實(shí)用的，因此分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。
我們先來(lái)看下面一個(gè)例子：
using System;
using System.Threading;
namespace ThreadSynchDemo
{
class Program
{
private static int Counter = 0;
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
Counter++;
Thread.Sleep(1);
}
});
t1.Start();
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
Counter++;
Thread.Sleep(1);
}
});
t2.Start();
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine(Counter);
Console.ReadKey();
}
}
}我們猜想一下程序的輸出結(jié)果是多少？2000？我們運(yùn)行程序看一下輸出結(jié)果：
我們看到，程序最后輸出的結(jié)果跟我們預(yù)測(cè)的完全不一樣，這是什么原因呢？這就是由線程同步引起的問(wèn)題。
線程同步問(wèn)題：是解決多個(gè)線程同時(shí)操作一個(gè)資源的問(wèn)題。
在上面的例子中，t1和t2兩個(gè)線程里面都是讓變量Counter的值自增1，假設(shè)這時(shí)t1線程讀取到Counter的值為200，可能t2線程執(zhí)行非?？?，t1線程讀取Counter值的時(shí)候，t2線程已經(jīng)把Counter的值改為了205，等t1線程執(zhí)行完畢以后，Counter的值又被變?yōu)榱?01，這樣就會(huì)出現(xiàn)線程同步的問(wèn)題了。那么該如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？
解決線程同步問(wèn)題最簡(jiǎn)單的是使用lock。lock可以解決多個(gè)線程同時(shí)操作一個(gè)資源引起的問(wèn)題。lock是C#中的關(guān)鍵字，它要鎖定一個(gè)資源，lock的特點(diǎn)是：同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程進(jìn)入lock的對(duì)象的范圍，其它lock的線程都要等待。我們看下面優(yōu)化后的代碼：
using System;
using System.Threading;
namespace ThreadSynchDemo
{
class Program
{
private static int Counter = 0;
// 定義一個(gè)locker對(duì)象
private static Object locker = new Object();
static void Main(string[] args)
{
#region 存在線程同步問(wèn)題
//Thread t1 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 1000; i++)
// {
// Counter++;
// Thread.Sleep(1);
// }
//});
//t1.Start();
//Thread t2 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 1000; i++)
// {
// Counter++;
// Thread.Sleep(1);
// }
//});
//t2.Start();
#endregion
#region 使用Lock解決線程同步問(wèn)題
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
lock(locker)
{
Counter++;
}
Thread.Sleep(1);
}
});
t1.Start();
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
lock (locker)
{
Counter++;
}
Thread.Sleep(1);
}
});
t2.Start();
#endregion
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine(Counter);
Console.ReadKey();
}
}
}這時(shí)我們?cè)谶\(yùn)行程序，查看輸出結(jié)果：
這時(shí)輸出結(jié)果是正確的。
注意：lock只能鎖住同一個(gè)對(duì)象，如果是不同的對(duì)象，還是會(huì)有線程同步的問(wèn)題。lock鎖定的對(duì)象必須是引用類型的對(duì)象。
我們?cè)诙x一個(gè)Object類型的對(duì)象，lock分別鎖住兩個(gè)對(duì)象，看看是什么結(jié)果：
using System;
using System.Threading;
namespace ThreadSynchDemo
{
class Program
{
private static int Counter = 0;
// 定義一個(gè)locker對(duì)象
private static Object locker = new Object();
// 定義locker2
private static Object locker2 = new Object();
static void Main(string[] args)
{
#region 存在線程同步問(wèn)題
//Thread t1 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 1000; i++)
// {
// Counter++;
// Thread.Sleep(1);
// }
//});
//t1.Start();
//Thread t2 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 1000; i++)
// {
// Counter++;
// Thread.Sleep(1);
// }
//});
//t2.Start();
#endregion
#region 使用Lock解決線程同步問(wèn)題
//Thread t1 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 1000; i++)
// {
// lock(locker)
// {
// Counter++;
// }
// Thread.Sleep(1);
// }
//});
//t1.Start();
//Thread t2 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 1000; i++)
// {
// lock (locker)
// {
// Counter++;
// }
// Thread.Sleep(1);
// }
//});
//t2.Start();
#endregion
#region 使用lock鎖住不同的對(duì)象也會(huì)有線程同步問(wèn)題
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
lock (locker)
{
Counter++;
}
Thread.Sleep(1);
}
});
t1.Start();
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
lock (locker2)
{
Counter++;
}
Thread.Sleep(1);
}
});
t2.Start();
#endregion
Thread.Sleep(3000);
Console.WriteLine(Counter);
Console.ReadKey();
}
}
}程序運(yùn)行結(jié)果：
可以看到，這時(shí)還是會(huì)有線程同步的問(wèn)題。雖然使用了lock，但是我們鎖住的是不同的對(duì)象，這樣也會(huì)有線程同步問(wèn)題。lock必須鎖住同一個(gè)對(duì)象才可以。
我們下面在來(lái)看一個(gè)多線程同步問(wèn)題的例子：
using System;
using System.Threading;
namespace ThreadSynchDemo2
{
class Program
{
static int Money = 100;
/// <summary>
/// 定義一個(gè)取錢的方法
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
static void QuQian(string name)
{
Console.WriteLine(name + "查看一下余額" + Money);
int yue = Money - 1;
Console.WriteLine(name + "取錢");
Money = yue;
Console.WriteLine(name + "取完了，剩" + Money);
}
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
QuQian("t2");
}
});
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
QuQian("t2");
}
});
t1.Start();
t2.Start();
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine("余額" + Money);
Console.ReadKey();
}
}
}我們看一下輸出結(jié)果：
可以看到，最終的余額并不是80，這也是線程同步帶來(lái)的問(wèn)題，如何解決。解決思路就是使用同步的技術(shù)避免兩個(gè)線程同時(shí)修改一個(gè)余額。
在方法上面使用[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]，標(biāo)記該方法是同步方法，這樣一個(gè)方法只能同時(shí)被一個(gè)線程訪問(wèn)。我們?cè)赒uQian的方法上面標(biāo)記，修改后的代碼如下：
using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Threading;
namespace ThreadSynchDemo2
{
class Program
{
static int Money = 100;
/// <summary>
/// 定義一個(gè)取錢的方法，在上面標(biāo)記為同步方法
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
static void QuQian(string name)
{
Console.WriteLine(name + "查看一下余額" + Money);
int yue = Money - 1;
Console.WriteLine(name + "取錢");
Money = yue;
Console.WriteLine(name + "取完了，剩" + Money);
}
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
QuQian("t2");
}
});
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
QuQian("t2");
}
});
t1.Start();
t2.Start();
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine("余額" + Money);
Console.ReadKey();
}
}
}程序輸出結(jié)果：
現(xiàn)在的方法就是“線程安全”的了。什么是“線程安全”呢？“線程安全”是指方法可以被多個(gè)線程隨意調(diào)用，而不會(huì)出現(xiàn)混亂。如果出現(xiàn)了混亂，那么就是“線程不安全”的?！熬€程安全”的方法可以在多線程里面隨意的使用。
對(duì)象互斥鎖就是我們上面講的lock。我們?cè)谟胠ock來(lái)修改上面QuQian的例子：
using System;
using System.Runtime.CompilerServices;
using System.Threading;
namespace ThreadSynchDemo2
{
class Program
{
static int Money = 100;
/// <summary>
/// 定義一個(gè)取錢的方法，在上面標(biāo)記為同步方法
/// </summary>
/// <param name="name"></param>
//[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
//static void QuQian(string name)
//{
// Console.WriteLine(name + "查看一下余額" + Money);
// int yue = Money - 1;
// Console.WriteLine(name + "取錢");
// Money = yue;
// Console.WriteLine(name + "取完了，剩" + Money);
//}
private static object locker = new object();
static void QuQian(string name)
{
Console.WriteLine(name + "查看一下余額" + Money);
int yue = Money - 1;
Console.WriteLine(name + "取錢");
Money = yue;
Console.WriteLine(name + "取完了，剩" + Money);
}
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
// 使用對(duì)象互斥鎖
lock(locker)
{
QuQian("t1");
}
}
});
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
lock (locker)
{
QuQian("t2");
}
}
});
t1.Start();
t2.Start();
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine("余額" + Money);
Console.ReadKey();
}
}
}程序輸出結(jié)果：
可以看到，最終的輸出結(jié)果還是80。
同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程進(jìn)入同一個(gè)對(duì)象的lock代碼塊。必須是同一個(gè)對(duì)象才能起到互斥的作用。lock后必須是引用類型，不一定是object，只要是對(duì)象就行。
鎖對(duì)象選擇很重要，選不對(duì)就起不到同步的作用；選不對(duì)還有可能會(huì)造成其他地方被鎖，比如用字符串做鎖（因?yàn)樽址彌_池導(dǎo)致導(dǎo)致可能用的是其他地方正在使用的鎖），所以不建議使用字符串做鎖。下面的代碼就是不允許的：
lock("locker")兩個(gè)方法如果都用一個(gè)對(duì)象做鎖，那么訪問(wèn)A的時(shí)候就不能訪問(wèn)B，因此鎖選擇很重要。
其實(shí)lock關(guān)鍵字就是對(duì)Monitor的簡(jiǎn)化調(diào)用，lock最終會(huì)被編譯成Monitor，因此一般不直接使用Monitor類，看下面代碼：
using System;
using System.Threading;
namespace MonitorDemo
{
class Program
{
static int Money = 100;
private static object locker = new object();
static void QuQian(string name)
{
// 等待沒(méi)有人鎖定locker對(duì)象，就鎖定它，然后繼續(xù)執(zhí)行
Monitor.Enter(locker);
try
{
Console.WriteLine(name + "查看一下余額" + Money);
int yue = Money - 1;
Console.WriteLine(name + "取錢");
Money = yue;
Console.WriteLine(name + "取完了，剩" + Money);
}
finally
{
// 釋放locker對(duì)象的鎖
Monitor.Exit(locker);
}
}
static void Main(string[] args)
{
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
QuQian("t1");
}
});
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
QuQian("t2");
}
});
t1.Start();
t2.Start();
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine("余額" + Money);
Console.ReadKey();
}
}
}程序輸出結(jié)果：
Monitor類里面還有TryEnter方法，如果Enter的時(shí)候有人在占用鎖，它不會(huì)等待，而是會(huì)返回false?？聪旅娴氖纠a：
using System;
using System.Threading;
namespace MonitorDemo
{
class Program
{
static int Money = 100;
private static object locker = new object();
static void QuQian(string name)
{
// 等待沒(méi)有人鎖定locker對(duì)象，就鎖定它，然后繼續(xù)執(zhí)行
Monitor.Enter(locker);
try
{
Console.WriteLine(name + "查看一下余額" + Money);
int yue = Money - 1;
Console.WriteLine(name + "取錢");
Money = yue;
Console.WriteLine(name + "取完了，剩" + Money);
}
finally
{
// 釋放locker對(duì)象的鎖
Monitor.Exit(locker);
}
}
static void F1(int i)
{
if (!Monitor.TryEnter(locker))
{
Console.WriteLine("有人在鎖著呢");
return;
}
Console.WriteLine(i);
Monitor.Exit(locker);
}
static void Main(string[] args)
{
//Thread t1 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 10; i++)
// {
// QuQian("t1");
// }
//});
//Thread t2 = new Thread(() => {
// for (int i = 0; i < 10; i++)
// {
// QuQian("t2");
// }
//});
Thread t1 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
F1(i);
}
});
Thread t2 = new Thread(() => {
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
F1(i);
}
});
t1.Start();
t2.Start();
t1.Join();
t2.Join();
Console.WriteLine("余額" + Money);
Console.ReadKey();
}
}
}程序輸出結(jié)果：
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