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C#線程同步與死鎖

在上一講介紹了使用lock來實現(xiàn)C#線程同步。實際上，這個lock是C#的一個障眼法，在C#編譯器編譯lock語句時，將其編譯成了調(diào)用Monitor類。先看看下面的C#源代碼：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. public static void MyLock()  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     lock (typeof(Program))  
    4.   
  
  
  
  4.     {  
    5.   
  
  
  
  5.     }  
    6.   
  
  
  
  6. }  
    7.   
  
  
  
  7.  
    8.

上面的代碼通過lock語句使MyLock同步，這個方法被編譯成IL后，代碼如圖1所示。

圖1

從上圖被標(biāo)注的區(qū)域可以看到，一條lock語句被編譯成了調(diào)用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor在System.Threading命名空間中。lock的功能就相當(dāng)于直接調(diào)用Monitor的Entry方法，所不同的是，lock方法在結(jié)束后，會自動解除鎖定，當(dāng)然，在IL中是調(diào)用了Monitor的Exit方法，但在C#程序中，看起來是自動解鎖的，這類似于C#中的using語句，可以自動釋放數(shù)據(jù)庫等的資源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor類，就必須調(diào)用Exit方法來顯式地解除鎖定。如下面的代碼所示：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. Monitor.Entry(lockObj);  
    2.   
  
  
  
  2. try 
    3.   
  
  
  
  3. {  
    4.   
  
  
  
  4.     // lockObj的同布區(qū)  
    5.   
  
  
  
  5. }  
    6.   
  
  
  
  6. catch(Exception e)  
    7.   
  
  
  
  7. {  
    8.   
  
  
  
  8.     // 異常處理代碼  
    9.   
  
  
  
  9. }  
    10.   
  
  
  
  10. finally 
    11.   
  
  
  
  11. {  
    12.   
  
  
  
  12.     Monitor.Exit(lockObj);  // 解除鎖定  
    13.   
  
  
  
  13. }  
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.

Exit方法最后在finally里調(diào)用，這樣無論在方法在發(fā)生異常、返回還是正常執(zhí)行，都會執(zhí)行到finally，并調(diào)用Exit方法解除鎖定。

Monitor類不僅可以完全取代lock語句（如果只使用lock語句本身的功能，最好還是直接用lock語句吧），還可以使用TryEntry方法設(shè)置一個鎖定超時，單位是毫秒。如下面的代碼所示：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     try 
    4.   
  
  
  
  4.     {  
    5.   
  
  
  
  5.     }  
    6.   
  
  
  
  6.     finally 
    7.   
  
  
  
  7.     {  
    8.   
  
  
  
  8.         Monitor.Exit(lockObj);  
    9.   
  
  
  
  9.     }  
    10.   
  
  
  
  10. }  
    11.   
  
  
  
  11. else 
    12.   
  
  
  
  12. {  
    13.   
  
  
  
  13.     // 超時后的處理代碼  
    14.   
  
  
  
  14. }  
    15.   
  
  
  
  15.  
    16.

上面的代碼設(shè)置了鎖定超時時間為1秒，也就是說，在1秒中后，lockObj還未被解鎖，TryEntry方法就會返回false，如果在1秒之內(nèi)，lockObj被解鎖，TryEntry返回true。我們可以使用這種方法來避免死鎖，如下面的代碼所示：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. class Program  
    2.   
  
  
  
  2. {  
    3.   
  
  
  
  3.     private static Object objA = new Object();  
    4.   
  
  
  
  4.     private static Object objB = new Object();  
    5.   
  
  
  
  5.     public static void LockA()  
    6.   
  
  
  
  6.     {  
    7.   
  
  
  
  7.         if (Monitor.TryEnter(objA, 1000))  
    8.   
  
  
  
  8.         {  
    9.   
  
  
  
  9.             Thread.Sleep(1000);  
    10.   
  
  
  
  10.             if (Monitor.TryEnter(objB, 2000))  
    11.   
  
  
  
  11.             {  
    12.   
  
  
  
  12.                 Monitor.Exit(objB);  
    13.   
  
  
  
  13.             }  
    14.   
  
  
  
  14.             else 
    15.   
  
  
  
  15.             {  
    16.   
  
  
  
  16.  
    17.   
  
  
  
  17.                 Console.WriteLine("LockB timeout");  
    18.   
  
  
  
  18.             }  
    19.   
  
  
  
  19.             Monitor.Exit(objA);  
    20.   
  
  
  
  20.         }  
    21.   
  
  
  
  21.         Console.WriteLine("LockA");  
    22.   
  
  
  
  22.     }  
    23.   
  
  
  
  23.     public static void LockB()  
    24.   
  
  
  
  24.     {  
    25.   
  
  
  
  25.         if (Monitor.TryEnter(objB, 2000))  
    26.   
  
  
  
  26.         {  
    27.   
  
  
  
  27.             Thread.Sleep(2000);  
    28.   
  
  
  
  28.             if (Monitor.TryEnter(objA, 1000))  
    29.   
  
  
  
  29.             {  
    30.   
  
  
  
  30.                 Monitor.Exit(objA);  
    31.   
  
  
  
  31.             }  
    32.   
  
  
  
  32.             else 
    33.   
  
  
  
  33.             {  
    34.   
  
  
  
  34.                 Console.WriteLine("LockA timeout");  
    35.   
  
  
  
  35.             }  
    36.   
  
  
  
  36.             Monitor.Exit(objB);  
    37.   
  
  
  
  37.         }  
    38.   
  
  
  
  38.         Console.WriteLine("LockB");  
    39.   
  
  
  
  39.     }  
    40.   
  
  
  
  40.     public static void Main()  
    41.   
  
  
  
  41.     {  
    42.   
  
  
  
  42.         Thread threadA = new Thread(LockA);  
    43.   
  
  
  
  43.         Thread threadB = new Thread(LockB);  
    44.   
  
  
  
  44.         threadA.Start();  
    45.   
  
  
  
  45.         threadB.Start();  
    46.   
  
  
  
  46.         Thread.Sleep(4000);           
    47.   
  
  
  
  47.         Console.WriteLine("線程結(jié)束");  
    48.   
  
  
  
  48.     }  
    49.   
  
  
  
  49. }  
    50.

上面的代碼是在上一講舉的死鎖的例子，但在這一講將lock語句改成了TryEntry方法，而且設(shè)置了鎖定超時間，由于在等待一定時間后，不管被鎖定的對象是否被解鎖，TryEntry方法都會返回，因此，上面的代碼是不會死鎖的。運行上面的代碼的結(jié)果如圖2所示。

圖2

如果TryEntry方法的超時時間為System.Threading.Timeout.Infinite，TryEntry方法就相當(dāng)于Entry方法，如果超時時間為0，不管是否解鎖，TryEntry方法都會立即返回。

這樣就解決了C#線程同步與死鎖的問題。


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