C# 多线程锁

区别

Semaphore vs SemaphoreSlim

Semaphore和SemaphoreSlim都是用于限制同时访问某一资源或资源池的线程数量的同步原语。它们都有一个计数器，当线程请求访问资源时，计数器会减少；当线程释放资源时，计数器会增加。当计数器为零时，新的线程将被阻塞，直到其他线程释放资源。
Semaphore是一个重量级的同步原语，可以在不同的进程之间使用。它涉及到系统级的操作，所以使用Semaphore的开销比使用SemaphoreSlim更大。
SemaphoreSlim是一个轻量级的同步原语，只能在同一进程的不同线程之间使用。它主要用于在任务和线程之间进行同步，特别是在并行程序中。

ReaderWriterLock vs ReaderWriterLockSlim

ReaderWriterLock和ReaderWriterLockSlim都是用于控制对资源的读写访问的同步原语。它们允许多个线程同时进行读取操作，但一次只允许一个线程进行写入操作。
ReaderWriterLock是一个早期的.NET同步原语。尽管它在功能上很强大，但在性能上存在一些问题。特别是在高竞争的情况下，ReaderWriterLock可能会导致线程饥饿。
ReaderWriterLockSlim是.NET 3.5引入的一个新的同步原语，用于解决ReaderWriterLock的一些性能问题。ReaderWriterLockSlim在设计时考虑了性能，因此在许多情况下，它比ReaderWriterLock更快。然而，ReaderWriterLockSlim的API更复杂，需要更谨慎的使用。

lock vs Mutex

作用范围：lock只能在同一进程中的不同线程之间进行同步，而Mutex可以在不同的进程之间进行同步。这意味着如果你需要在多个应用程序之间同步访问某个资源，你应该使用Mutex。
性能：由于Mutex可以跨进程使用，因此它需要进行更多的系统级操作，这使得Mutex的性能开销比lock更大。如果你只需要在同一进程的线程之间进行同步，通常推荐使用lock，因为它的性能更好。
所有权：Mutex有所有权的概念，即只有创建或获取Mutex的线程才能释放它。而lock则没有这个限制，任何线程都可以释放lock。
异常安全：在lock的代码块中，如果发生异常，lock会自动释放。但是，如果你使用Mutex，你需要在finally块中显式释放它，以确保在发生异常时Mutex被正确释放。
重入机制：lock(Monitor)和Mutex都允许重入，但二者有些区别：Mutex对于每次成功的WaitOne()调用（即获取锁），都需要对应一次ReleaseMutex()调用（即释放锁）。这意味着如果一个线程已经拥有了Mutex，然后再次尝试获取同一个Mutex，那么这个线程可以成功获取，但是这个线程需要调用两次ReleaseMutex()来完全释放Mutex。而lock(Monitor)不需要对应的多次Exit()调用。也就是说，无论Enter()调用了多少次，只需要一次Exit()就可以完全释放锁。

注意： 跨进程锁，是指在同一操作系统下，比如一个应用程序的多开。

使用场景

Mutex

跨进程实现

Mutex（互斥锁）是一种同步原语，可以用于跨进程同步。在C#中，你可以通过命名Mutex来实现跨进程同步。

当你创建一个Mutex时，你可以给它一个唯一的名称。然后，其他的进程可以通过这个名称来打开并使用同一个Mutex。这样，不同的进程就可以通过这个共享的Mutex来同步对共享资源的访问。

以下是一个例子：

// 创建一个名为"MyMutex"的Mutex
bool createdNew;
Mutex mutex = new Mutex(true, "MyMutex", out createdNew);

if (createdNew)
{
    Console.WriteLine("This process created the mutex.");
}
else
{
    Console.WriteLine("This process opened an existing mutex.");
}

// 使用Mutex保护的代码区域
try
{
    // 获取Mutex
    mutex.WaitOne();

    // 在这里访问共享资源
}
finally
{
    // 释放Mutex
    mutex.ReleaseMutex();
}

在这个例子中，如果"MyMutex"已经存在，那么新的进程将打开已经存在的Mutex，而不是创建一个新的。然后，这个进程可以通过WaitOne和ReleaseMutex方法来获取和释放Mutex，从而实现对共享资源的同步访问。

需要注意的是，Mutex是一个重量级的同步原语，因为它涉及到系统级的操作。因此，如果你只需要在同一进程的线程之间进行同步，你应该使用更轻量级的同步原语，如lock或Monitor。

Mutex递归和非递归

非递归Mutex（Non-Recursive Mutex）：假设有一个非递归Mutex M，线程A先获取了M，此时其他线程无法获取M。如果线程A在未释放M之前再次尝试获取M，非递归Mutex会认为这是一个错误的行为（即发生了死锁），因为线程A已经持有这个锁，再次请求会导致线程A自己被阻塞。

using System.Threading;

class NonRecursiveMutexExample
{
    Mutex nonRecursiveMutex = new Mutex(false, "NonRecursiveMutex");

    public void SomeMethod()
    {
        nonRecursiveMutex.WaitOne(); // 线程A获取了mutex
        
        // ... 执行一些操作 ...
        
        // 如果在这儿再次尝试获取mutex
        nonRecursiveMutex.WaitOne(); // 此时线程A会被阻塞，因为它已经在等待自己持有的锁
    }
}

递归Mutex（Recursive Mutex）：对于递归Mutex，线程在已经持有锁的情况下可以再次获取该锁，并跟踪锁的获取次数。只有在释放相同次数后，锁才会真正被释放给其他线程。

using System.Threading;

class RecursiveMutexExample
{
    Mutex recursiveMutex = new Mutex(true, "RecursiveMutex"); // 注意这里的构造函数参数true表示创建递归Mutex

    public void SomeMethod()
    {
        recursiveMutex.WaitOne(); // 线程A获取了mutex
        
        // ... 执行一些操作 ...

        // 再次尝试获取mutex
        recursiveMutex.WaitOne(); // 由于是递归Mutex，线程A仍能获取，内部计数器加1
        // ... 继续执行一些依赖于锁的操作 ...

        // 要释放锁，需要调用ReleaseMutex对应次数
        recursiveMutex.ReleaseMutex(); // 第一次释放，计数器减1，锁仍然保持
        recursiveMutex.ReleaseMutex(); // 第二次释放，计数器减至0，锁真正被释放
    }
}

lock避免使用如下结构锁

锁定public对象
lock(this)
lock(typeof(MyType))
lock("mylock")

posted @ 2024-03-21 11:49 Nine4酷阅读(145) 评论(0) 编辑收藏举报

会员力量，点亮园子希望

刷新页面返回顶部

C# 多线程锁

C# 多线程锁

分类

区别

使用场景

公告