設計模式--單例模式之Lock

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1.為什麼用Lock及關鍵知識

當我們使用線程的時候，效率最高的方式當然是非同步，即個個線程同時運行，其間互不依賴和等待。當不同的線程都需要訪問某個資源的時候，就需要同步機制了，也就是說當對同一個資源進行讀寫的時候，我們要使該資源在同一時刻只能被同一個線程操作，以確保每個操作都是有效即時的，也即保證其操作的原子性。lock是C#中最常用的同步方式，格式為lock(objectA){codeB} 。

 

lock(objectA){codeB}表示意義：

1. objectA被lock了嗎？沒有則由我來lock，否則一直等待，直至objectA被釋放。
2. lock以後在執行codeB的期間其他線程不能調用codeB，也不能使用objectA。
3. 執行完codeB之後釋放objectA，並且codeB可以被其他線程訪問。

 

2.Lock(this)

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;namespace ConsoleApplication1{    class C1    {        private bool deadlocked = true;        //這個方法用到了lock，我們希望lock的代碼在同一時刻只能由一個線程訪問        public void LockMe(object o)        {            lock (this)            {                while (deadlocked)                {                    deadlocked = (bool)o;                    Console.WriteLine("Foo: I am locked :(");                    Thread.Sleep(500);                }            }        }        //所有線程都可以同時訪問的方法        public void DoNotLockMe()        {            Console.WriteLine("I am not locked :)");        }    }    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            C1 c1 = new C1();            //在t1線程中調用LockMe，並將deadlock設為true（將出現死結）            Thread t1 = new Thread(c1.LockMe);            t1.Name = "非主線程";            t1.Start(true);            Thread.Sleep(1000);            //在主線程中lock c1            lock (c1)            {                //調用沒有被lock的方法                c1.DoNotLockMe();                Console.WriteLine("我是主線程1111111111");                //調用被lock的方法，並試圖將deadlock解除                c1.LockMe(true);                Console.WriteLine("我是主線程2222222222");            }        }    }}

 

解釋：在t1線程中，會首先執行非主線程，LockMe調用了lock(this),也就是Main函數中的c1,這時候在主線程中調用lock(c1)時，必須要等待t1中的lock塊執行完畢之後才能訪問c1，但是此時非主線程已經是死結的狀態，即所有c1相關的操作都無法完成，於是我們看到連c1.DoNotLockMe()都沒有執行。

 

3.Lock

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading;namespace ConsoleApplication1{    class C1    {ss        private bool deadlocked = true;        private object locker = new object();        //這個方法用到了lock，我們希望lock的代碼在同一時刻只能由一個線程訪問        public void LockMe(object o)        {            lock (locker)            {                while (deadlocked)                {                    deadlocked = (bool)o;                    Console.WriteLine("Foo: I am locked :(");                    Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.Name);                    Thread.Sleep(500);                }            }        }        //所有線程都可以同時訪問的方法        public void DoNotLockMe()        {            Console.WriteLine("I am not locked :)");        }    }    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            C1 c1 = new C1();            //在t1線程中調用LockMe，並將deadlock設為true（將出現死結）            Thread t1 = new Thread(c1.LockMe);            t1.Name = "非主線程";            t1.Start(true);            Thread.Sleep(1000);            //在主線程中lock c1            lock (c1)            {                //調用沒有被lock的方法                c1.DoNotLockMe();                Console.WriteLine("我是主線程1111111111");                //調用被lock的方法，並試圖將deadlock解除                c1.LockMe(true);                Console.WriteLine("我是主線程2222222222");            }        }    }}

 

解釋：Thread.Sleep(1000);表示主線程進行的休眠，因此非主線程會先執行。當主線程不休眠時，可能就是先執行了。

         這次我們使用一個私人成員作文鎖定變數（locker），在LockMe中僅僅鎖定這個私人locker，而不是整個對象。這時候重新啟動線程，可以看到雖然t1出現了死結，DoNotLockMe()仍然可以由主線程訪問，LockMe()依然不能訪問，原因是其中鎖定的Locker還沒有被t1釋放

 

4.關鍵點

1. lock(this)的缺點就是在一個線程（例如本例的t1）通過執行該類的某個使用"lock(this)"的方法(例如本例的LockMe())鎖定 某對象之後, 導致整個對象無法被其他線程(例如本例的主線程)訪問 - 因為很多人在其他線程(例如本例的主線程)中使用該類的時候會使用類似lock(c1)的代碼。
2. 鎖定的不僅僅是lock段裡的代碼，鎖本身也是安全執行緒的。
3. 我們應該使用不影響其他動作的私人對象作為locker。
4. 在使用lock的時候，被lock的對象(locker)一定要是參考型別的，如果是實值型別，將導致每次lock的時候都會將該對象裝箱為一個新的引用對象(事實上如果使用實值型別，C#編譯器(3.5.30729.1)在編譯時間就會給出一個錯誤)。

C#的實值型別包括：結構體（數實值型別，bool型，使用者定義的結構體），枚舉，可空類型。

C#的參考型別包括：數組，使用者定義的類、介面、委託，object，字串。