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标题: C#并发编程-4 同步 [打印本页]

作者: 羊蹓狼 时间: 2022-9-16 17:17
标题: C#并发编程-4 同步
如果程序用到了并发技术，那就要特别留意这种情况：一段代码需要修改数据，同时其他代码需要访问同一个数据。
这种情况就需要考虑同步地访问数据。
如果下面三个条件都满足，就必须用同步来保护共享的数据。

多段代码正在并发运行；
这几段代码在访问（读或写）同一个数据；
至少有一段代码在修改（写）数据。

一阻塞锁

如果有多个线程需要安全地读写共享数据，这种情况可以考虑使用lock语句。
一个线程进入锁后，在锁被释放之前其他线程是无法进入的：

class MyClass
{
private readonly object _mutex = new object();
private int _value;
public void Increment()
{
lock (_mutex)
{
_value = _value + 1;
}
}
}

复制代码

.NET 框架中还有很多其他类型的锁，如 Monitor、SpinLock、ReaderWriterLockSlim。
关于lock的使用，有四条重要的准则：

限制锁的作用范围：
要尽量限制锁的作用范围。应该把 lock 语句使用的对象设为私有成员，并且永远不要暴露给非本类的方法。
每个类型通常最多只有一个锁。如果一个类型有多个锁，可考虑通过重构把它分拆成多个独立的类型。
lock可以锁定任何引用类型，但是建议为 lock 语句定义一个专用的成员，就像上例中那样。
文档中明确锁保护的内容；
锁范围内的代码尽量少：在锁定时执行的代码要尽可能得少。要特别小心阻塞调用。在锁定时不要做任何阻塞操作。
在控制锁的时候绝不运行随意的代码：
在锁定时绝不要调用随意的代码。随意的代码包括引发事件、调用虚拟方法、调用委托。
如果一定要运行随意的代码，就在释放锁之后运行。

二异步锁

如果多个代码块需要安全地读写共享数据，并且这些代码块可能使用 await 语句，可以考虑使用SemaphoreSlim。

class MyClass1
{
private readonly SemaphoreSlim _mutex = new SemaphoreSlim(1);
private int _value;
public async Task DelayAndIncrementAsync()
{
await _mutex.WaitAsync();
try
{
var oldValue = _value;
await Task.Delay(TimeSpan.FromSeconds(oldValue));
_value = oldValue + 1;
}
finally
{
_mutex.Release();
}
}
}

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三阻塞信号

如果需要从一个线程发送信号给另一个线程，可以考虑使用ManualResetEventSlim。
一个ManualResetEventSlim的对象处于这两种状态其中之一：标记的（signaled）或未标记的（unsignaled）。
每个线程都可以把事件设置为signaled 状态，也可以把它重置为 unsignaled 状态。线程也可等待事件变为 signaled 状态。
下面的两个方法被两个独立的线程调用，一个线程等待另一个线程的信号：

class MyClass2
{
private readonly ManualResetEventSlim _mres = new ManualResetEventSlim();
private int _value;
public int WaitForInitialization()
{
_mres.Wait();
return _value;
}
public void InitializeFromAnotherThread()
{
_value = 13;
_mres.Set();
}
}

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在 .NET 框架中，还有一些线程同步信号类型。ManualResetEvent、AutoResetEvent、CountdownEvent。

四异步信号

需要在代码的各个部分间发送通知，并且要求接收方必须进行异步等待。
如果该通知只需要发送一次，那可用 TaskCompletionSource 异步发送。
发送代码调用TrySetResult，接收代码等待它的 Task 属性：

class MyClass3
{
private readonly TaskCompletionSource<object> _tcs = new TaskCompletionSource<object>();
private int _value1;
private int _value2;
public async Task<int> WaitForInitializationAsync()
{
await _tcs.Task;
return _value1 + _value2;
}
public void Initialize()
{
_value1 = 13;
_value2 = 17;
_tcs.TrySetResult(null);
}
}

复制代码

以上。

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