C#使用Monitor類、Lock和Mutex類進行多線程同步
來源：互聯網
上載者：User
在多線程中，為了使資料保持一致性必須要對資料或是訪問資料的函數加鎖，在資料庫中這是很常見的，但是在程式中由於大部分都是單線程的程式，所以沒有加鎖的必要，但是在多線程中，為了保持資料的同步，一定要加鎖，好在Framework中已經為我們提供了三個加鎖的機制，分別是Monitor類、Lock關鍵字和Mutex類。 其中Lock關鍵詞用法比較簡單，Monitor類和Lock的用法差不多。這兩個都是鎖定資料或是鎖定被調用的函數。而Mutex則多用於鎖定多線程間的同步調用。簡單的說，Monitor和Lock多用於鎖定被調用端，而Mutex則多用鎖定調用端。例如下面程式：由於這種程式都是毫秒級的，所以運行下面的程式可能在不同的機器上有不同的結果，在同一台機器上不同時刻運行也有不同的結果，我的測試環境為vs2005, windowsXp , CPU3.0 , 1 G monery。 程式中有兩個線程thread1、thread2和一個TestFunc函數，TestFunc會列印出調用它的線程名和調用的時間(mm級的)，兩個線程分別以30mm和100mm來調用TestFunc這個函數。TestFunc執行的時間為50mm。程式如下：using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.Threading;namespace MonitorLockMutex{ class Program { #region variable Thread thread1 = null; Thread thread2 = null; Mutex mutex = null; #endregion static void Main(string[] args) { Program p = new Program(); p.RunThread(); Console.ReadLine(); } public Program() { mutex = new Mutex(); thread1 = new Thread(new ThreadStart(thread1Func)); thread2 = new Thread(new ThreadStart(thread2Func)); } public void RunThread() { thread1.Start(); thread2.Start(); } private void thread1Func() { for (int count = 0; count < 10; count++) { TestFunc("Thread1 have run " + count.ToString() + " times"); Thread.Sleep(30); } } private void thread2Func() { for (int count = 0; count < 10; count++) { TestFunc("Thread2 have run " + count.ToString() + " times"); Thread.Sleep(100); } } private void TestFunc(string str) { Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString()); Thread.Sleep(50); } }}運行結果如下： 可以看出如果不加鎖的話，這兩個線程基本上是按照各自的時間間隔+TestFunc的執行時間(50mm)對TestFunc函數進行讀取。因為線程在開始時需要分配記憶體，所以第0次的調用不準確，從第1~9次的調用可以看出，thread1的執行間隔約是80mm，thread2的執行間隔約是150mm。現在將TestFunc修改如下：private void TestFunc(string str){ lock (this) { Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString()); Thread.Sleep(50); }}或者是用Monitor也是一樣的，如下：private void TestFunc(string str){ Monitor.Enter(this); Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString()); Thread.Sleep(50); Monitor.Exit(this);}其中Enter和Exit都是Monitor中的靜態方法。運行Lock結果如下： 讓我們分析一下結果，同樣從第1次開始。相同線程間的調用時間間隔為線程執行時間+TestFunc調用時間，不同線程間的調用時間間隔為TestFunc調用時間。例如：連續兩次調用thread1之間的時間間隔約為30+50=80;連續兩次調用thread2之間的時間間隔約為100+50=150mm。調用thread1和thread2之間的時間間隔為50mm。因為TestFunc被lock住了，所以一個thread調用TestFunc後，當其它的線程也同時調用TestFunc時，後來的線程即進被排到等待隊列中等待，直到擁有訪問權的線程釋放這個資源為止。 這就是鎖定被調用函數的特性，即只能保證每次被一個線程調用，線程優先順序高的調用的次數就多，低的就少，這就是所謂的強佔式。 下面讓我們看看Mutex類的使用方法，以及與Monitor和Lock的區別。將代碼修改如下： private void thread1Func() { for (int count = 0; count < 10; count++) { mutex.WaitOne(); TestFunc("Thread1 have run " + count.ToString() + " times"); mutex.ReleaseMutex(); } } private void thread2Func() { for (int count = 0; count < 10; count++) { mutex.WaitOne(); TestFunc("Thread2 have run " + count.ToString() + " times"); mutex.ReleaseMutex(); } } private void TestFunc(string str) { Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString()); Thread.Sleep(50); }運行結果如下： 可以看出，Mutex只能互斥線程間的調用，但是不能互斥本線程的重複調用，即thread1中waitOne()只對thread2中的waitOne()起到互斥的作用，但是thread1並不受本wainOne()的影響，可以調用多次，只是在調用結束後調用相同次數的ReleaseMutex()就可以了。 那麼如何使線程按照調用順序來依次執行呢？其實把lock和Mutex結合起來使用就可以了，改代碼如下： private void thread1Func() { for (int count = 0; count < 10; count++) { lock (this) { mutex.WaitOne(); TestFunc("Thread1 have run " + count.ToString() + " times"); mutex.ReleaseMutex(); } } } private void thread2Func() { for (int count = 0; count < 10; count++) { lock (this) { mutex.WaitOne(); TestFunc("Thread2 have run " + count.ToString() + " times"); mutex.ReleaseMutex(); } } }
