.net 线程同步 典型场景及问题
本文导语: 无论哪种语言的多线程编程，都会遇到线程同步的问题。 .net为我们提供了多种不同的类来解决这个问题，除了要考虑场景本身，另一个需要重点考虑的就是这些线程是否在同一个应用程序域中运行。 假如线程都在同一应用程...
无论哪种语言的多线程编程，都会遇到线程同步的问题。
.net为我们提供了多种不同的类来解决这个问题，除了要考虑场景本身，另一个需要重点考虑的就是这些线程是否在同一个应用程序域中运行。
假如线程都在同一应用程序域中运行，则可以使用一些所谓“轻量”级的同步类，否则要使用另一些类，而这些类都是对操作系统所提供的同步原语的包装，相对来说更消耗资源。
本文为大家介绍一些典型的应用场景及可能的相关问题，供大家学习参考。
1、多线程争用独占资源
常常有一些资源线程独占的，如果有多个线程同时需要访问这要的资源，就形成了一个争用问题。
这类资源有“文件”，“打印机”，“串口”，以及所有非线程安全的类对象（绝大部分类库中的类都是）。
例子：
var thread1 = new Thread(() =>
{
lock (objLock)
{
AccessResource();
}
});
var thread2 = new Thread(() =>
{
lock (objLock)
{
AccessResource();
}
});
以上代码中，lock关键字实际上Monitor类的一个语法糖。任意一个对象(非值类型)上都有一个锁区域，Monitor.Enter方法会尝试锁定该区域，如果锁定成功，线程就拥有该对象，反子，线程将被挂起。
对于objLock对象，需要注意以下几点：
1）、不要锁定this
2）、不要锁定Type
3）、不要锁定字符串
4）、不要锁定值类型的对象
对于相同的类，通常都会有很多不同的实例，这样的话，有可能会锁定到多个不同的对象上，从而使锁失效。不要锁定Type的原因有两点，一是生成Type类对象相对比较慢比较占资源，二是Type类型通常是公共的，这样有可能会在程序的多个不同地方会锁定，这实际上是个工程问题，主要是为了防止引入BUG。不要锁定string类，是因数，所有字面值相同的字符串，实际上是共享同一个对象的，所以和Type一样，也可能会无意间被别的代码锁定，这样的Bug将难以排除。不要锁定值类型，因为值类型本身是不可锁定的，为了可以锁定，编译器值将它装箱,而每次装箱实际上都会生成一个不同的对象实例，这样锁定也就没有任何效果了。
以上代码有效的原因是所有线程都在同一个应用程序中，也就是不涉及进程间的资源争用。如果是多进程间的资源争用，可以使用Mutex类。Mutex类有两种不同用法，匿名互斥体和命名互斥体，命名的互斥体是在整个操作系统范围内共用的，所以可以用于进程间同步。
例子：
var thread1 = new Thread(() =>
{
try
{
mutex.WaitOne();
AccessResource();
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex();
}
});
var thread2 = new Thread(() =>
{
try
{
mutex.WaitOne();
AccessResource();
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex();
}
});
注意：在线程结束时,必须释放互斥体。一对一的生产者/消费者模型在这种模型中，有一个生产者线程在产生需要处理的数据，同时有一个消费者线程在处理数据，通常来说，数据存放在一个缓存中。在种情况下，生产者每产生一个数据，就将它放入缓存中，并设置信号量(WaitHandle)，以通知消费者线程去处理。消费者不断的处理数据，如果发现所有数据都已经处理完毕，则进入阻塞状态，以等待生产者线程产生数据。信号量有两种，一种是AutoResetEvent,另一种是ManualResetEvent。前者的特点是每次设置一个信号后，将唤醒一个阻塞的线程，然后马上将信号量未设置状态。而后者的状态，则完全由程序控制，可能一次唤醒多个线程，也可能未唤醒作何一个线程。
例子：
using System.Collections.Generic;
using System.Threading;
namespace ThreadCancle
{
public class ProducerConsumer2
{
public static void Main()
{
var autoResetEvent = new AutoResetEvent(false);
var queue = new Queue();
var producterThread = new Thread(() =>
{
var rand = new Random();
while (true)
{
var value = rand.Next(100);
lock (queue)
{
queue.Enqueue(value);
}
Thread.Sleep(rand.Next(400, 1200));
Console.WriteLine("产生了数据{0}。", value);
autoResetEvent.Set();
}
});
var consumerThread = new Thread(() =>
{
while (true)
{
autoResetEvent.WaitOne();
int value = 0;
bool hasValue = true;
while (hasValue)
{
lock (queue)
{
hasValue = (queue.Count > 0);
if (hasValue)
{
value = queue.Dequeue();
}
}
Thread.Sleep(800);
Console.WriteLine("处理了数据{0}。", value);
}
}
});
producterThread.Start();
consumerThread.Start();
Console.ReadLine();
}
}
}
以上的例子，生产者间隔0.4-1.2秒产生一个需要处理的数据，而消费者的处理能力是每0.8秒处理一个数据。生产者不断的产生数据，并将它放入queue中，然后唤醒消费者线程。消费者线程将queue中所有的数据处理完成后进入阻塞状态。
注意：消费者线程和生产者线程会同时对queue对象进行访问，所有每次访问它们的时候必须锁定。执行锁定的时候必须遵循最少占用时间原则，一旦使用完毕应当立即释放锁定。
好了，关于.net 线程同步 典型场景及问题的内容，到这里就介绍完了。
好好学习，天天向上。
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