用C#实现互斥操作
1、传统的lock
lock简单易用,适合大多数场景,但在高竞争用情况下可能会导致线程阻塞;
Object obj = new object();
void method1()
{
lock (obj)
{
// 进行互斥操作
}
}
2、SpinLock
SpinLock在低延迟情况下更有效,因为SpinLock会在忙等待(spin)中尝试获取锁;但在高竞用时,可能导致更高的CPU使用率。
SpinLock适合短时间锁定,而lock更通用。选择时需要根据具体的使用场景和性能需求来决定。
SpinLock spinLock = new SpinLock();
void method2()
{
bool lockTaken = false;
spinLock.Enter(ref lockTaken);
try
{
// 进行互斥操作
}
finally
{
if (lockTaken)
{
spinLock.Exit(true);
}
}
}
注意:
在SpinLock.Exit
方法中,参数决定是否在释放锁时记录锁的状态。一般情况下:
Exit(true)
:用于锁被当前线程正常获取,表示锁状态已被正确管理,适合在正常退出时使用。Exit(false)
:用于锁可能被异常获取,通常在某些特殊情况下使用,表示不强制解除锁状态。
在大多数普通场景中,使用Exit(true)
更为合适,Exit(false)
则少用。
3、Mutex
Mutex可以跨进程使用,适合更广泛的场景
Mutex mutex = new Mutex();
mutex.WaitOne(); // 获取锁
try
{
// 进行互斥操作
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex(); // 释放锁
}
4、SemaphoreSlim
SemaphoreSlim用于限制同一时间访问资源的数量;
SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(1); // 初始化为1
await semaphore.WaitAsync(); // 获取锁
try
{
// 进行互斥操作
}
finally
{
semaphore.Release(); // 释放锁
}
注意:Semaphore和SemaphoreSlim
Semaphore用于限制可访问共享资源的线程数量,SemaphoreSlim是轻量版的Semaphore,但是提供了类似的功能,更适合单进程中的线程同步。
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static SemaphoreSlim semaphore = new SemaphoreSlim(2); // 允许最多两个线程同时访问资源
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
int threadNum = i;
Thread t = new Thread(() => AccessResource(threadNum));
t.Start();
}
}
static void AccessResource(int threadNum)
{
Console.WriteLine($"线程 {threadNum} 尝试访问资源...");
semaphore.Wait(); // 尝试获取信号量,如果已经有两个线程持有信号量,则阻塞
Console.WriteLine($"线程 {threadNum} 获得了资源,正在处理...");
Thread.Sleep(2000); // 模拟资源处理时间
Console.WriteLine($"线程 {threadNum} 释放了资源...");
semaphore.Release(); // 释放信号量,允许其他线程继续访问
}
}
5、ReaderWriterLockSlim
ReaderWriterLockSlim则允许多个线程读取、但在写入时会独占访问;
ReaderWriterLockSlim rwLock = new ReaderWriterLockSlim();
rwLock.EnterReadLock(); // 获取读锁
try
{
// 进行读操作
}
finally
{
rwLock.ExitReadLock(); // 释放读锁
}
rwLock.EnterWriteLock(); // 获取写锁
try
{
// 进行写操作
}
finally
{
rwLock.ExitWriteLock(); // 释放写锁
}