多線程編程相對於單線程會出現一個特有的問題,就是安全執行緒的問題。所謂的安全執行緒,就是如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行,而這些線程可能會同時運行這段代碼。如果每次運行結果和單線程啟動並執行結果是一樣的,而且其他的變數的值也和預期的是一樣的。 安全執行緒問題都是由全域變數及靜態變數引起的。
為了保證多線程情況下,訪問靜態變數的安全,可以用鎖機制來保證,如下所示:
//需要加鎖的靜態全域變數
private static bool _isOK = false; //lock只能鎖定一個參考型別變數 private static object _lock = new object(); static void MLock() { //多線程 new System.Threading.Thread(Done).Start(); new System.Threading.Thread(Done).Start(); Console.ReadLine(); } static void Done() { //lock只能鎖定一個參考型別變數 lock (_lock) { if (!_isOK) { Console.WriteLine("OK"); _isOK = true; } } }
需要注意的是,Lock只能鎖住一個參考型別的對象。另外,除了鎖機制外,高版本的C#中加入了async和await方法來保證安全執行緒,如下所示:
public static class AsynAndAwait{ //step 1 private static int count = 0; //用async和await保證多線程下靜態變數count安全 public async static void M1() { //async and await將多個線程進行串列處理 //等到await之後的語句執行完成後 //才執行本線程的其他語句 //step 2 await Task.Run(new Action(M2)); Console.WriteLine("Current Thread ID is {0}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); //step 6 count++; //step 7 Console.WriteLine("M1 Step is {0}", count); } public static void M2() { Console.WriteLine("Current Thread ID is {0}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); //step 3 System.Threading.Thread.Sleep(3000); //step 4 count++; //step 5 Console.WriteLine("M2 Step is {0}", count); }}
在時序圖中我們可以知道,共有兩個線程進行互動,如所示:
用async和await後,上述代碼的執行順序為所示:
若每個線程中對全域變數、靜態變數只有讀操作,而無寫操作,一般來說,這個全域變數是安全執行緒的;若有多個線程同時對一個變數執行讀寫操作,一般都需要考慮線程同步,否則就可能影響安全執行緒