浅谈C# 中的lock 方法与Monitor 类的关系_以及同步与互斥

这是一个旧瓶新装的话题。只是将我今日的所见所思予以实践和整理，以备往后所用。同时也提供给大家，希望能有所帮助。

​A  从单例模式说起​

代码如下：

class Program
{
 static void Main(string[] args)
 {
 Singleton demo1 = Singleton.Init();
 Singleton demo2 = Singleton.Init();
 }
}
 
public class Singleton
{
 private Singleton() { }
 
 private static Singleton instance = null;
 private static readonly object singleObj = new object();
 
 public static Singleton Init()
 {
 if (null == instance)
 {
 lock (singleObj) //singleObj 不能使用instance 代替
 {
 if (null == instance)
 {
 instance = new Singleton();
 }
 }
 }
 return instance;
 }
}

关于单例模式，大家可以参考​

​B  关于lock 方法​

在以上单列模式的代码中：

如果将: private static readonly object singleObj = new object();

如果将: private static readonly object singleObj = new object();
修改为: private static readonly object singleObj = null;

将在lock( ) 方法处，抛出未处理的异常：System.ArgumentNullException: 值不能为空！

​●  lock​ 关键字将​语句块​标记为​临界区；

​●  ​lock( obj ) 方法中的obj 对象为：​获取排他锁的指定对象。

                                     obj 对象为null 将导致 ArgumentNullException 异常。

​●  ​lock 方法在MSIL 中会被编译成 Monitor.Enter( ) 和 Monitor.Exit( ) 。例如：

public static void MyLock()

public static void MyLock()
{
 lock (typeof(Program))
 {
 }
}

以上代码通过lock 语句使MyLock 同步，这个方法被编译成MSIL 后，代码如下图所示：

​​​

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 的方法。

lock 的功能就相当于直接调用Monitor 的Entry 方法，并在结束后会自动调用Monitor 的Exit 方法解除锁定。

​C  关于Monitor 类​

​●  ​Monitor 类属于System.Threading 命名空间；

​●  ​Monitor 类提供同步对对象的访问的机制；

​●  ​使用 Monitor 锁定对象（即引用类型）而不是值类型；

​●  ​Monitor 类型对于多线程操作是安全的；

Monitor 类的示例一：

class Program2

class Program2
{
 static void Main(string[] args)
 {
 MyMonitor1 mon_1 = new MyMonitor1();
 mon_1.Test();
 }
}
 
class MyMonitor1
{
 private object obj = new object();
 
 public void Test() 
 {
 //开始锁定
 System.Threading.Monitor.Enter(obj);
 try
 {
 //lock 的区域
 }
 catch (Exception e)
 {
 // 异常处理代码
 }
 finally
 {
 //解除锁定
 System.Threading.Monitor.Exit(obj);
 }
 }
}

Monitor 类的示例二：

class Program3

class Program3
{
 static void Main(string[] args)
 {
 //多个线程调用Test方法
 Thread t1 = new Thread(MyMonitor2.Test);
 Thread t2 = new Thread(MyMonitor2.Test);
 t1.Start();
 t2.Start();
 }
}
class MyMonitor2
{
 private static object obj = new object();
 
 public static void Test()
 {
 //使用TryEntry方法设置一个锁定超时
 if (Monitor.TryEnter(obj, 2000))
 {
 try
 {
 Console.WriteLine("等待4秒开始");
 Thread.Sleep(4000);
 Console.WriteLine("等待4秒结束");
 }
 finally
 {
 //解除锁定
 Monitor.Exit(obj);
 }
 }
 else 
 {
 Console.WriteLine("已超时2秒！");
 }
 
 }
}

​D  关于同步与互斥​

关于同步的问题，可以使用Monitor 类来解决。

在使用Monitor 类的时候，建议将Monitor.Enter( ) 方法替换成Monitor.TryEnter( ) 方法。

使用​Monitor.Enter( ) 方法​时，代码如下：

Monitor.Entry(lockObj);

Monitor.Entry(lockObj);
try
{
 // lockObj的同步区
}
catch(Exception e)
{
 // 异常处理代码
}
finally
{
 Monitor.Exit(lockObj); // 解除锁定
}

注意：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。

使用​Monitor.TryEnter( ) 方法​时，代码如下：

if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))

if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))
{
 try
 {
 }
 finally
 {
 Monitor.Exit(lockObj);
 }
}
else
{
 // 超时后的处理代码
}

if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))

}

注意：使用TryEntry方法设置一个锁定超时，单位是毫秒。

上面的代码设置了锁定超时时间为1秒。

如果在1秒钟之内，lockObj 还未被解锁，TryEntry 方法就会返回 false；

如果在1秒钟之内，lockObj 被解锁，TryEntry 方法就会返回 true。

​这样，可以使用TryEntry 方法来避免死锁。​

​同步与互斥​    示例一：

class Program4

class Program4
{
 static void Main(string[] args)
 {
 Thread A = new Thread(TestClass1.GetA);
 A.Name = "Thread_A ";
 Thread B = new Thread(TestClass1.GetB);
 B.Name = "Thread_B ";
 A.Start();
 B.Start();
 }
}
 
class TestClass1
{
 private static object resource_A = new object();
 private static object resource_B = new object();
 
 public static void GetA()
 {
 MyWrite("in GetA()");
 if (Monitor.TryEnter(resource_A, 2000))
 {
 MyWrite("get resource_A");
 GetB();
 Thread.Sleep(2000);
 Monitor.Exit(resource_A);
 MyWrite("exit resource_A");
 }
 else
 {
 MyWrite("no has resource_A");
 }
 }
 
 public static void GetB()
 {
 MyWrite("in GetB()");
 if (Monitor.TryEnter(resource_B, 1000))
 {
 MyWrite("get resource_B");
 GetA();
 Thread.Sleep(1000);
 Monitor.Exit(resource_B);
 MyWrite("exit resource_B");
 }
 else
 {
 MyWrite("no has resource_B");
 }
 }
 
 //自定义打印方法
 private static void MyWrite(string str)
 {
 Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + str);
 }
}

结果如下：

​​​

​同步与互斥​    示例二：

class Program5
{
 static void Main(string[] args)
 {
 Thread A = new Thread(TestClass2.GetA);
 A.Name = "Thread_A ";
 Thread B = new Thread(TestClass2.GetB);
 B.Name = "Thread_B ";
 A.Start();
 B.Start();
 }
}
 
class TestClass2
{
 //排他锁的对象 A
 private static object resource_A = new object();
 //排他锁的对象 B
 private static object resource_B = new object();
 
 public static void GetA()
 {
 MyWrite("in GetA()");
 if (Monitor.TryEnter(resource_A, 1000))
 {
 MyWrite("get resource_A");
 Thread.Sleep(1000);
 //GetB();
 if (Monitor.TryEnter(resource_B, 2000))
 {
 Monitor.Exit(resource_B);
 }
 Monitor.Exit(resource_A);
 MyWrite("exit resource_A");
 }
 else
 {
 MyWrite("no has resource_A");
 }
 }
 
 public static void GetB()
 {
 MyWrite("in GetB()");
 if (Monitor.TryEnter(resource_B, 1000))
 {
 MyWrite("get resource_B");
 Thread.Sleep(1000);
 //GetA();
 if (Monitor.TryEnter(resource_A, 2000))
 {
 Monitor.Exit(resource_A);
 }
 Monitor.Exit(resource_B);
 MyWrite("exit resource_B");
 }
 else
 {
 MyWrite("no has resource_B");
 }
 }
 
 //自定义打印方法
 private static void MyWrite(string str)
 {
 Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name + str); 
 }
}

结果如下：

​​​

​参考文章：​

浅谈c#中使用lock的是与非      作者：Jeff Wong

同步技术之Monitor                  作者：银河使者

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