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在編寫多線程程序時無可避免會遇到線程的同步問題。什麼是線程的同步呢?
舉個例子:如果在一個公司裡面有一個變量記錄某人T的工資count=100,有兩個主管A和B(即工作線程)在早一些時候拿了這個變量的值回去
,過了一段時間A主管將T的工資加了5塊,並存回count變量,而B主管將T的工資減去3塊,並存回count變量。好了,本來T君可以得到102塊的工資的,現在就變成98塊了。這就是線程同步要解決的問題。
在.Net的某些對象裡面,在讀取裡面的數據的同時還可以修改數據,這類的對象就是“線程安全”。但對於自己編寫的代碼段而言,就必須使用線程同步技術來保證數據的完整性和正確性了。
有幾個規律:
1、如果一個對象(或變量)不會同時被多個其他線程訪問,那麼這個對象是不需使用線程同步的。
2、如果雖然有多個線程同時訪問一個對象,但他們所訪問的數據或方法並不相同(不交叉),那這種情況也不需使用線程同步。
例如上例中的那個公司裡面如果有 T 和 Q 兩個人,但他們的工資分別是由 A 和 B 主管的,那麼這個工資的處理就不需要線程同步了。
3、如果一個對象會同時被多個其他線程訪問,一般只需為這個對象添加線程同步的代碼,而其他線程是不需添加額外代碼的。
在C#裡面用於實現線程同步的常用類有如下幾類
1、Mutex類(互斥器),Monitor類,lock方法
2、ManualResetEvent類,AutoResetEvent類(這兩個都是由EventWaitHandle類派生出來的)
3、ReaderWriterLock類
同一類的作用都差不多:其中
第一類的作用是:用來保護某段代碼在執行的時候以獨占的方式執行,這時如果有第二個線程想訪問這個對象時就會被暫停。一直等到獨占的
代碼執行為止。就好比一堆人同時上一個公共廁所一樣,使用這個方法就可以解決文章一開始時提出的問題:主管A要處理T君的工資之前,先lock一下T君,然後取出目前的count值,處理完之後再解除T君的鎖定。如果主管B在主管A處理工資時也想取出count值,那麼它只能是一直地等待A處理完之後才能繼續。使用這個方法的一個缺點就是會降低程序的效率。本來是一個多個線程的操作,一旦遇到lock的語句時,那麼這些線程只要排隊處理,形同一個單線程操作。
下面舉個例子說明一下這三個方法的使用:
假定有一個Tools類,裡面一個int變量,還有Add和Delete方法,其中Add方法會使int變量的值增加,Delete方法使int變量值減少:
public class Tools
{
private int count = 100;
public void Add(int n)
{
count+=n;
}
public void Delete(int n)
{
count-=n;
}
}
在多個線程同時訪問這段代碼時,因為一個語句會被編譯器編譯成多個指令,所以會可能出現這種情況:但某個線程調用Add方法時,這時的count值為 100,而正當要加上n的時候,另外一個線程調用了Delete,它要減去m,結果count加上了n,然後又在原先count=100的值的情況
下減掉了m,最後的結果是count被減去了m,而沒有加上n。很明顯Add方法和Delete方法是不能同時被調用的,所以必須進行線程同步處理。簡單的方法是用lock語句:
public class Tools
{
private object abcde = new object();
private int count = 100;
public void Add(int n)
{
lock(abcde)
{
count+=n;
}
}
public void Delete(int n)
{
lock(abcde)
{
count-=n;
}
}
}