C 執行緒鎖使用全功略

前兩篇簡單介紹了執行緒同步lock，monitor，同步事件eventwaithandler，互斥體mutex的基本用法，在此基礎上，我們對它們用法進行比較，並給出什麼時候需要鎖什麼時候不需要的幾點建議。最後，介紹幾個fcl中線程安全的類，集合類的鎖定方式等，做為對執行緒同步系列的完善和補充。

lock和monitor是.net用乙個特殊結構實現的，monitor物件是完全託管的、完全可移植的，並且在作業系統資源要求方面可能更為有效，同步速度較快，但不能跨程序同步。lock（monitor.enter和monitor.exit方法的封裝），主要作用是鎖定臨界區，使臨界區**只能被獲得鎖的執行緒執行。monitor.wait和monitor.pulse用於執行緒同步，類似訊號操作，個人感覺使用比較複雜，容易造成死鎖。

互斥體mutex和事件物件eventwaithandler屬於核心物件，利用核心物件進行執行緒同步，執行緒必須要在使用者模式和核心模式間切換，所以一般效率很低，但利用互斥物件和事件物件這樣的核心物件，可以在多個程序中的各個執行緒間進行同步。

互斥體mutex類似於乙個接力棒，拿到接力棒的執行緒才可以開始跑，當然接力棒一次只屬於乙個執行緒(thread affinity)，如果這個執行緒不釋放接力棒(mutex.releasemutex)，那麼沒辦法，其他所有需要接力棒執行的執行緒都知道能等著看熱鬧。

eventwaithandle 類允許執行緒通過發訊號互相通訊。通常，乙個或多個執行緒在 eventwaithandle 上阻止，直到乙個未阻止的執行緒呼叫 set 方法，以釋放乙個或多個被阻止的執行緒。

首先要理解鎖定是解決競爭條件的，也就是多個執行緒同時訪問某個資源，造成意想不到的結果。比如，最簡單的情況是，乙個計數器，兩個執行緒同時加一，後果就是損失了乙個計數，但相當頻繁的鎖定又可能帶來效能上的消耗，還有最可怕的情況死鎖。那麼什麼情況下我們需要使用鎖，什麼情況下不需要呢？

1）只有共享資源才需要鎖定

只有可以被多執行緒訪問的共享資源才需要考慮鎖定，比如靜態變數，再比如某些快取中的值，而屬於執行緒內部的變數不需要鎖定。

2）多使用lock,少用mutex

如果你一定要使用鎖定，請盡量不要使用核心模組的鎖定機制，比如.net的mutex，semaphore，autoresetevent和 manuresetevent，使用這樣的機制涉及到了系統在使用者模式和核心模式間的切換，效能差很多，但是他們的優點是可以跨程序同步執行緒，所以應該清楚的了解到他們的不同和適用範圍。

4）把鎖定交給資料庫

數據庫除了儲存資料之外，還有乙個重要的用途就是同步，資料庫本身用了一套複雜的機制來保證資料的可靠和一致性，這就為我們節省了很多的精力。保證了資料來源頭上的同步，我們多數的精力就可以集中在快取等其他一些資源的同步訪問上了。通常，只有涉及到多個執行緒修改資料庫中同一條記錄時，我們才考慮加鎖。

5）業務邏輯對事務和執行緒安全的要求

這條是最根本的東西，開發完全執行緒安全的程式是件很費時費力的事情，在電子商務等涉及金融系統的案例中，許多邏輯都必須嚴格的執行緒安全，所以我們不得不犧牲一些效能，和很多的開發時間來做這方面的工作。而一般的應用中，許多情況下雖然程式有競爭的危險，我們還是可以不使用鎖定，比如有的時候計數器少一多一，對結果無傷大雅的情況下，我們就可以不用去管它。

interlocked 類提供了同步對多個執行緒共享的變數的訪問的方法。如果該變數位於共享記憶體中，則不同程序的執行緒就可以使用該機制。互鎖操作是原子的，即整個操作是不能由相同變數上的另乙個互鎖操作所中斷的單元。這在搶先多執行緒作業系統中是很重要的，在這樣的作業系統中，執行緒可以在從某個記憶體位址載入值之後但是在有機會更改和儲存該值之前被掛起。

我們來看乙個interlock.increment()的例子，該方法以原子的形式遞增指定變數並儲存結果，示例如下：

class

interlockedtest

}public

static

void

main(

string

args)}

輸出結果200000000，如果interlockedtest.add()方法中用注釋掉的語句代替interlocked.increment() 方法，結果將不可預知，每次執行結果不同。interlockedtest.add()方法保證了加1操作的原子性，功能上相當於自動給加操作使用了 lock鎖。同時我們也注意到interlockedtest.add()用時比直接用+號加1要耗時的多，所以說加鎖資源損耗還是很明顯的。

另外interlockedtest類還有幾個常用方法，具體用法可以參考msdn上的介紹。

.net在一些集合類，比如queue、arraylist、hashtable和stack，已經提供了乙個供lock使用的物件syncroot。用 reflector檢視了syncroot屬性（stack.synchroot略有不同）的原始碼如下：

public

virtual

object

syncroot

return

this

._syncroot;}}

這裡要特別注意的是msdn提到：從頭到尾對乙個集合進行列舉本質上並不是乙個執行緒安全的過程。即使乙個集合已進行同步，其他執行緒仍可以修改該集合，這將導致列舉數引發異常。若要在列舉過程中保證執行緒安全，可以在整個列舉過程中鎖定集合，或者捕捉由於其他執行緒進行的更改而引發的異常。應該使用下面的**：

//在多執行緒環境中只要我們用下面的方式例項化hashtable就可以了

hashtable ht

=hashtable.synchronized(

newhashtable());

//以下**是.net framework class library實現，增加對 synchronized的認識

[hostprotection(securityaction.linkdemand, synchronization

=true

)]public

static

hashtable synchronized(hashtable table)

return

newsynchashtable(table);}//

synchashtable的幾個常用方法，我們可以看到內部實現都加了lock關鍵字保證執行緒安全

public

override

void

add(

object

key,

object

value)

}public

override

void

clear()

}public

override

void

remove(

object

key)}

C 執行緒鎖使用全功略

C 執行緒鎖使用全功略

c 執行緒鎖,mutex lock使用

C 操作Word完全功略

C 執行緒鎖使用全功略

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