转：WINFORM多线程编程

把遇到过的对.Net线程的一些问题和误解集中起来和大家分享,也希望大家能一起补充,热烈欢迎讨论

目录

 

基础篇

• 怎样创建一个线程
• 受托管的线程与 Windows线程
• 前台线程与后台线程
• 名为BeginXXX和EndXXX的方法是做什么用的
• 异步和多线程有什么关联

WinForm多线程编程篇

• 我的多线程WinForm程序老是抛出InvalidOperationException ，怎么解决？
• Invoke，BeginInvoke干什么用的，内部是怎么实现的
• 每个线程都有消息队列吗?
• 为什么Winform不允许跨线程修改UI线程控件的值
• 有没有什么办法可以简化WinForm多线程的开发

线程池

• 线程池的作用是什么?
• 所有进程使用一个共享的线程池,还是每个进程使用独立的线程池?
• 为什么不要手动线程池设置最大值?
• .Net线程池有什么不足?

同步

• CLR怎样实现lock(obj)锁定?
• WaitHandle是什么,他和他的派生类怎么使用
• 什么是用双锁实现Singleton,为什么要这样做,为什么有人说双锁检验是不安全的
• 互斥对象（Mutex）、事件（Event）对象与lock语句的比较

什么时候需要锁定

• 只有共享资源才需要锁定
• 把锁定交给数据库
• 了解你的程序是怎么运行的
• 业务逻辑对事务和线程安全的要求
• 计算一下冲突的可能性
• 请多使用lock,少用Mutex

Web和IIS

• 应用程序池,WebApplication,和线程池之间有什么关系
• Web页面怎么调用异步WebService

 

基础篇

 

 怎样创建一个线程

我只简单列举几种常用的方法,详细可参考.Net多线程总结(一)

一）使用Thread类

ThreadStart threadStart=new ThreadStart(Calculate);//通过ThreadStart委托告诉子线程讲执行什么方法,这里执行一个计算圆周长的方法
Thread thread=new Thread(threadStart);
thread.Start(); //启动新线程

public void Calculate(){
double Diameter=0.5;
Console.Write("The perimeter Of Circle with a Diameter of {0} is {1}"Diameter,Diameter*Math.PI);
}

 

二）使用Delegate.BeginInvoke

delegate double CalculateMethod(double Diameter); //申明一个委托，表明需要在子线程上执行的方法的函数签名
static CalculateMethod calcMethod = new CalculateMethod(Calculate);//把委托和具体的方法关联起来
static void Main(string[] args)
{
//此处开始异步执行,并且可以给出一个回调函数(如果不需要执行什么后续操作也可以不使用回调)
calcMethod.BeginInvoke(5, new AsyncCallback(TaskFinished), null);
Console.ReadLine();
}

//线程调用的函数,给出直径作为参数,计算周长
public static double Calculate(double Diameter)
{
    return Diameter * Math.PI;
}

//线程完成之后回调的函数
public static void TaskFinished(IAsyncResult result)
{
    double re = 0;
    re = calcMethod.EndInvoke(result);
    Console.WriteLine(re);
}

 

三）使用ThreadPool.QueueworkItem

WaitCallback w = new WaitCallback(Calculate);
//下面启动四个线程,计算四个直径下的圆周长
ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 1.0);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 2.0);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 3.0);
ThreadPool.QueueUserWorkItem(w, 4.0);
public static void Calculate(double Diameter)
{
return Diameter * Math.PI;
}

 
下面两条来自于http://www.cnblogs.com/tonyman/archive/2007/09/13/891912.html

  受托管的线程与 Windows线程

必须要了解，执行.NET应用的线程实际上仍然是Windows线程。但是，当某个线程被CLR所知时，我们将它称为受托管的线程。具体来说，由受 托管的代码创建出来的线程就是受托管的线程。如果一个线程由非托管的代码所创建，那么它就是非托管的线程。不过，一旦该线程执行了受托管的代码它就变成了 受托管的线程。

一个受托管的线程和非托管的线程的区别在于，CLR将创建一个System.Threading.Thread类的实例来代表并操作前者。在内部实现中，CLR将一个包含了所有受托管线程的列表保存在一个叫做ThreadStore地方。

CLR确保每一个受托管的线程在任意时刻都在一个AppDomain中执行，但是这并不代表一个线程将永远处在一个AppDomain中，它可以随着时间的推移转到其他的AppDomain中。

从安全的角度来看，一个受托管的线程的主用户与底层的非托管线程中的Windows主用户是无关的。

  前台线程与后台线程

启动了多个线程的程序在关闭的时候却出现了问题，如果程序退出的时候不关闭线程，那么线程就会一直的存在，但是大多启动的线程都是局部变量，不能一一的关 闭，如果调用Thread.CurrentThread.Abort()方法关闭主线程的话，就会出现ThreadAbortException 异常，因此这样不行。
后来找到了这个办法： Thread.IsBackground 设置线程为后台线程。
 
msdn对前台线程和后台线程的解释：托管线程或者是后台线程，或者是前台线程。后台线程不会使托管执行环境处于活动状态，除此之外，后台线程与前台线程 是一样的。一旦所有前台线程在托管进程（其中 .exe 文件是托管程序集）中被停止，系统将停止所有后台线程并关闭。通过设置 Thread.IsBackground 属性，可以将一个线程指定为后台线程或前台线程。例如，通过将 Thread.IsBackground 设置为 true，就可以将线程指定为后台线程。同样，通过将 IsBackground 设置为 false，就可以将线程指定为前台线程。从非托管代码进入托管执行环境的所有线程都被标记为后台线程。通过创建并启动新的 Thread 对象而生成的所有线程都是前台线程。如果要创建希望用来侦听某些活动（如套接字连接）的前台线程，则应将 Thread.IsBackground 设置为 true，以便进程可以终止。
所以解决办法就是在主线程初始化的时候，设置：Thread.CurrentThread.IsBackground = true;

这样，主线程就是后台线程，在关闭主程序的时候就会关闭主线程，从而关闭所有线程。但是这样的话，就会强制关闭所有正在执行的线程，所以在关闭的时候要对线程工作的结果保存。

经常看到名为BeginXXX和EndXXX的方法，他们是做什么用的

这是.net的一个异步方法名称规范
.Net在设计的时候为异步编程设计了一个异步编程模型（APM），这个模型不仅是使用.NET的开发人员使用，.Net内部也频繁用到，比如所有的 Stream就有BeginRead，EndRead，Socket,WebRequet,SqlCommand都运用到了这个模式，一般来讲，调用 BegionXXX的时候，一般会启动一个异步过程去执行一个操作，EndEnvoke可以接收这个异步操作的返回，当然如果异步操作在 EndEnvoke调用的时候还没有执行完成，EndInvoke会一直等待异步操作完成或者超时

.Net的异步编程模型（APM）一般包含BeginXXX，EndXXX，IAsyncResult这三个元素，BeginXXX方法都要返回一个IAsyncResult，而EndXXX都需要接收一个IAsyncResult作为参数，他们的函数签名模式如下

IAsyncResult BeginXXX(...);

<返回类型> EndXXX(IAsyncResult ar)；

BeginXXX和EndXXX中的XXX，一般都对应一个同步的方法,比如FileStream的Read方法是一个同步方法，相应的 BeginRead(),EndRead()就是他的异步版本，HttpRequest有GetResponse来同步接收一个响应，也提供了 BeginGetResponse和EndGetResponse这个异步版本，而IAsynResult是二者联系的纽带，只有把BeginXXX所返 回的IAsyncResult传给对应的EndXXX，EndXXX才知道需要去接收哪个BeginXXX发起的异步操作的返回值。

这个模式在实际使用时稍显繁琐,虽然原则上我们可以随时调用EndInvoke来获得返回值,并且可以同步多个线程,但是大多数情况下当我们不需要 同步很多线程的时候使用回调是更好的选择,在这种情况下三个元素中的IAsynResult就显得多余,我们一不需要用其中的线程完结标志来判断线程是否 成功完成(回调的时候线程应该已经完成了),二不需要他来传递数据,因为数据可以写在任何变量里,并且回调时应该已经填充,所以可以看到微软在新 的.Net Framework中已经加强了对回调事件的支持,这总模型下,典型的回调程序应该这样写

a.DoWork+=new SomeEventHandler(Caculate);
a.CallBack+=new SomeEventHandler(callback);
a.Run();

（注：我上面讲的是普遍的用法，然而BeginXXX，EndXXX仅仅是一种模式，而对这个模式的实现完全取决于使用他的开发人员，具体实现的时 候你可以使用另外一个线程来实现异步，也可能使用硬件的支持来实现异步，甚至可能根本和异步没有关系（尽管几乎没有人会这样做）-----比如直接在 Beginxxx里直接输出一个"Helloworld"，如果是这种极端的情况，那么上面说的一切都是废话，所以上面的探讨并不涉及内部实现，只是告诉 大家微软的模式，和框架中对这个模式的经典实现）

异步和多线程有什么关联

有一句话总结的很好：多线程是实现异步的一种手段和工具

我们通常把多线程和异步等同起来，实际是一种误解，在实际实现的时候，异步有许多种实现方法，我们可以用进程来做异步，或者使用纤程，或者硬件的一些特性，比如在实现异步IO的时候,可以有下面两个方案:

1)可以通过初始化一个子线程，然后在子线程里进行IO，而让主线程顺利往下执行，当子线程执行完毕就回调

2)也可以根本不使用新线程，而使用硬件的支持（现在许多硬件都有自己的处理器），来实现完全的异步，这是我们只需要将IO请求告知硬件驱动程序，然后迅速返回，然后等着硬件IO就绪通知我们就可以了

实际上DotNet Framework里面就有这样的例子，当我们使用文件流的时候，如果制定文件流属性为同步，则使用BeginRead进行读取时，就是用一个子线程来调 用同步的Read方法，而如果指定其为异步，则同样操作时就使用了需要硬件和操作系统支持的所谓IOCP的机制

 

WinForm多线程编程篇

 

 

我的多线程WinForm程序老是抛出InvalidOperationException ，怎么解决？

在WinForm中使用多线程时，常常遇到一个问题，当在子线程（非UI线程）中修改一个控件的值：比如修改进度条进度，时会抛出如下错误

Cross-thread operation not valid: Control 'XXX' accessed from a thread other than the thread it was created on.

在VS2005或者更高版本中，只要不是在控件的创建线程（一般就是指UI主线程）上访问控件的属性就会抛出这个错误，解决方法就是利用控件提供的 Invoke和BeginInvoke把调用封送回UI线程，也就是让控件属性修改在UI线程上执行，下面列出会报错的代码和他的修改版本

 

ThreadStart threadStart=new ThreadStart(Calculate);//通过ThreadStart委托告诉子线程讲执行什么方法
Thread thread=new Thread(threadStart);
thread.Start();
public void Calculate(){
    double Diameter=0.5;
    double result=Diameter*Math.PI;
    CalcFinished(result);//计算完成需要在一个文本框里显示
}
public void CalcFinished(double result){
    this.TextBox1.Text=result.ToString();//会抛出错误
}

上面加粗的地方在debug的时候会报错，最直接的修改方法是修改Calculate这个方法如下

 

delegate void changeText(double result);

public void Calculate(){
    double Diameter=0.5;
    double result=Diameter*Math.PI;
    this.BeginInvoke(new changeText(CalcFinished),t.Result);//计算完成需要在一个文本框里显示
}

这样就ok了，但是最漂亮的方法是不去修改Calculate，而去修改CalcFinished这个方法，因为程序里调用这个方法的地方可能很多，由于加了是否需要封送的判断,这样修改还能提高非跨线程调用时的性能

 

delegate void changeText(double result);

public void CalcFinished(double result){
    if(this.InvokeRequired){
        this.BeginInvoke(new changeText(CalcFinished),t.Result);
    }
    else{
        this.TextBox1.Text=result.ToString();
    }
}

上面的做法用到了Control的一个属性InvokeRequired（这个属性是可以在其他线程里访问的）,这个属性表明调用是否来自另非UI线程,如果是,则使用BeginInvoke来调用这个函数,否则就直接调用,省去线程封送的过程

 

Invoke，BeginInvoke干什么用的，内部是怎么实现的?

这两个方法主要是让给出的方法在控件创建的线程上执行

Invoke使用了Win32API的SendMessage,

UnsafeNativeMethods.PostMessage(new HandleRef(this, this.Handle), threadCallbackMessage, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);

BeginInvoke使用了Win32API的PostMessage

UnsafeNativeMethods.PostMessage(new HandleRef(this, this.Handle), threadCallbackMessage, IntPtr.Zero, IntPtr.Zero);

这两个方法向UI线程的消息队列中放入一个消息,当UI线程处理这个消息时,就会在自己的上下文中执行传入的方法,换句话说凡是使用BeginInvoke和Invoke调用的线程都是在UI主线程中执行的,所以如果这些方法里涉及一些静态变量,不用考虑加锁的问题

 

每个线程都有消息队列吗?

不是,只有创建了窗体对象的线程才会有消息队列(下面给出<Windows 核心编程>关于这一段的描述)

当一个线程第一 次被建立时，系统假定线程不会被用于任何与用户相关的任务。这样可以减少线程对系统资源的要求。但是，一旦这个线程调用一个与图形用户界面有关的函数（例 如检查它的消息队列或建立一个窗口），系统就会为该线程分配一些另外的资源，以便它能够执行与用户界面有关的任务。特别是，系统分配一个T H R E A D I N F O结构，并将这个数据结构与线程联系起来。

这个T H R E A D I N F O结构包含一组成员变量，利用这组成员，线程可以认为它是在自己独占的环境中运行。T H R E A D I N F O是一个内部的、未公开的数据结构，用来指定线程的登记消息队列（posted-message queue）、发送消息队列（ send-message queue）、应答消息队列（ r e p l y -message queue）、虚拟输入队列（virtualized-input queue）、唤醒标志（wake flag）、以及用来描述线程局部输入状态的若干变量。图2 6 - 1描述了T H R E A D I N F O结构和与之相联系的三个线程。

 

为什么Winform不允许跨线程修改UI线程控件的值

在vs2003下,使用子线程调用ui线程创建的控件的属性是不会有问题的,但是编译的时候会出现警告,但是vs2005及以上版本就会有这样的问题,下面是msdn上的描述

"当您在 Visual Studio 调试器中运行代码时，如果您从一个线程访问某个 UI 元素，而该线程不是创建该 UI 元素时所在的线程，则会引发 InvalidOperationException。调试器引发该异常以警告您存在危险的编程操作。UI 元素不是线程安全的，所以只应在创建它们的线程上进行访问"

从上面可以看出,这个异常实际是debugger耍的花招,也就是说,如果你直接运行程序的exe文件,或者利用运行而不调试(Ctrl+F5)来 运行你的程序,是不会抛出这样的异常的.大概ms发现v2003的警告对广大开发者不起作用,所以用了一个比较狠一点的方法.

不过问题依然存在:既然这样设计的原因主要是因为控件的值非线程安全,那么DotNet framework中非线程安全的类千千万万,为什么偏偏跨线程修改Control的属性会有这样严格的限制策略呢?

这个问题我还回答不好,希望博友们能够予以补充

 

有没有什么办法可以简化WinForm多线程的开发

使用backgroundworker,使用这个组建可以避免回调时的Invoke和BeginInvoke,并且提供了许多丰富的方法和事件

参见.Net多线程总结(二)-BackgroundWorker,我在这里不再赘诉

 

线程池

 

线程池的作用是什么

作用是减小线程创建和销毁的开销

创建线程涉及用户模式和内核模式的切换，内存分配，dll通知等一系列过程，线程销毁的步骤也是开销很大的，所以如果应用程序使用了完一个线程，我们能把线程暂时存放起来，以备下次使用，就可以减小这些开销

所有进程使用一个共享的线程池,还是每个进程使用独立的线程池?

每个进程都有一个线程池,一个Process中只能有一个实例，它在各个应用程序域（AppDomain）是共享的，.Net2.0 中默认线程池的大小为工作线程25个,IO线程1000个,有一个比较普遍的误解是线程池中会有1000个线程等着你去取,其实不然, ThreadPool仅仅保留相当少的线程，保留的线程可以用SetMinThread这个方法来设置，当程序的某个地方需要创建一个线程来完成工作时， 而线程池中又没有空闲线程时,线程池就会负责创建这个线程,并且在调用完毕后,不会立刻销毁,而是把他放在池子里,预备下次使用,同时如果线程超过一定时 间没有被使用,线程池将会回收线程，所以线程池里存在的线程数实际是个动态的过程

为什么不要手动线程池设置最大值?

当我首次看到线程池的时候,脑袋里的第一个念头就是给他设定一个最大值,然而当我们查看ThreadPool的SetMaxThreads文档时往往会看到一条警告:不要手动更改线程池的大小,这是为什么呢?

其实无论FileStream的异步读写,异步发送接受Web请求,甚至使用delegate的beginInvoke都会默认调用 ThreadPool,也就是说不仅你的代码可能使用到线程池,框架内部也可能使用到,更改的后果影响就非常大,特别在iis中,一个应用程序池中的所有 WebApplication会共享一个线程池，对最大值的设定会带来很多意想不到的麻烦

线程池的线程为何要分类?

线程池有一个方法可以让我们看到线程池中可用的线程数量:GetAvaliableThread(out workerThreadCount,out iocompletedThreadCount),对于我来说,第一次看到这个函数的参数时十分困惑,因为我期望这个函数直接返回一个整形,表明还剩多少 线程,这个函数居然一次返回了两个变量.

原来线程池里的线程按照公用被分成了两大类:工作线程和IO线程,或者IO完成线程,前者用于执行普通的操作,后者专用于异步IO,比如文件和网络 请求,注意,分类并不说明两种线程本身有差别,线程就是线程,是一种执行单元,从本质上来讲都是一样的,线程池这样分类,举例来说,就好像某施工工地现在 有1000把铁锹,规定其中25把给后勤部门用,其他都给施工部门,施工部门需要大量使用铁锹来挖地基(例子土了点,不过说明问题还是有效的),后勤部门 用铁锹也就是铲铲雪,铲铲垃圾,给工人师傅修修临时住房,所以用量不大，显然两个部门的铁锹本身没有区别，但是这样的划分就为管理两个部门的铁锹提供了方 便

线程池中两种线程分别在什么情况下被使用,二者工作原理有什么不同?

下面这个例子直接说明了二者的区别,我们用一个流读出一个很大的文件(大一点操作的时间长,便于观察),然后用另一个输出流把所读出的文件的一部分写到磁盘上

我们用两种方法创建输出流,分别是

创建了一个异步的流(注意构造函数最后那个true)

FileStream outputfs=new FileStream(writepath, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None,256,true);

创建了一个同步的流

FileStream outputfs = File.OpenWrite(writepath);

 然后在写文件期间查看线程池的状况

string readpath = "e:\\RHEL4-U4-i386-AS-disc1.iso";
string writepath = "e:\\kakakak.iso";
byte[] buffer = new byte[90000000];

//FileStream outputfs=new FileStream(writepath, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None,256,true);
//Console.WriteLine("异步流");
//创建了一个同步的流

FileStream outputfs = File.OpenWrite(writepath);
Console.WriteLine("同步流");

 //然后在写文件期间查看线程池的状况

ShowThreadDetail("初始状态");

FileStream fs = File.OpenRead(readpath);

fs.BeginRead(buffer, 0, 90000000, delegate(IAsyncResult o)
{

    outputfs.BeginWrite(buffer, 0, buffer.Length,

    delegate(IAsyncResult o1)
    {

        Thread.Sleep(1000);

        ShowThreadDetail("BeginWrite的回调线程");

    }, null);

    Thread.Sleep(500);//this is important cause without this, this Thread and the one used for BeginRead May seem to be same one
},

null);


Console.ReadLine();

public static void ShowThreadDetail(string caller)
{
    int IO;
    int Worker;
    ThreadPool.GetAvailableThreads(out Worker, out IO);
    Console.WriteLine("Worker: {0}; IO: {1}", Worker, IO);
}

输出结果

异步流

Worker: 500; IO: 1000

Worker: 500; IO: 999

同步流

Worker: 500; IO: 1000

Worker: 499; IO: 1000

 

这两个构造函数创建的流都可以使用BeginWrite来异步写数据,但是二者行为不同,当使用同步的流进行异步写时,通过回调的输出我们可以看到,他使用的是工作线程,而非IO线程,而异步流使用了IO线程而非工作线程

其实当没有制定异步属性的时候,.Net实现异步IO是用一个子线程调用fs的同步Write方法来实现的,这时这个子线程会一直阻塞直到调用完 成.这个子线程其实就是线程池的一个工作线程,所以我们可以看到,同步流的异步写回调中输出的工作线程数少了一,而使用异步流,在进行异步写时,采用了 IOCP方法,简单说来,就是当BeginWrite执行时,把信息传给硬件驱动程序,然后立即往下执行(注意这里没有额外的线程),而当硬件准备就绪, 就会通知线程池,使用一个IO线程来读取

.Net线程池有什么不足

没有提供方法控制加入线程池的线程:一旦加入线程池,我们没有办法挂起,终止这些线程,唯一可以做的就是等他自己执行

1)不能为线程设置优先级
2)一个Process中只能有一个实例，它在各个AppDomain是共享的。ThreadPool只提供了静态方法，不仅我们自己添加进去的WorkItem使用这个Pool，而且.net framework中那些BeginXXX、EndXXX之类的方法都会使用此Pool。
3)所支持的Callback不能有返回值。WaitCallback只能带一个object类型的参数，没有任何返回值。
4)不适合用在长期执行某任务的场合。我们常常需要做一个Service来提供不间断的服务（除非服务器down掉），但是使用ThreadPool并不合适。

下面是另外一个网友总结的什么不需要使用线程池,我觉得挺好,引用下来
如果您需要使一个任务具有特定的优先级。
如果您具有可能会长时间运行（并因此阻塞其他任务）的任务。
如果您需要将线程放置到单线程单元中（所有 ThreadPool 线程均处于多线程单元中）。
如果您需要与该线程关联的稳定标识。例如，您应使用一个专用线程来中止该线程、将其挂起或按名称发现它。

 

锁定与同步

CLR怎样实现lock(obj)锁定?

从原理上讲,lock和Syncronized Attribute都是用Moniter.Enter实现的,比如如下代码

object lockobj=new object();
lock(obj){  
//do things 
}

 
在编译时,会被编译为类似

try{
  Moniter.Enter(obj){
   //do things
  }
}
catch{}
finally{
  Moniter.Exit(obj);
}

而[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]标记为同步的方法会在编译时被lock(this)语句所环绕
所以我们只简单探讨Moniter.Enter的实现

（注:DotNet并非使用Win32API的CriticalSection来实现Moniter.Enter，不过他为托管对象提供了一个类似的结构叫做Syncblk）

每个对象实例头部都有一个指针,这个指针指向的结构,包含了对象的锁定信息,当第一次使用Moniter.Enter(obj)时,这个obj对象 的锁定结构就会被初时化,第二次调用Moniter.Enter时,会检验这个object的锁定结构,如果锁没有被释放,则调用会阻塞

 

WaitHandle是什么,他和他的派生类怎么使用

  WaitHandle是Mutex，Semaphore，EventWaitHandler，AutoResetEvent，ManualResetEvent共同的祖先，他们包装了用于同步的内核对象，也就是说是这些内核对象的托管版本。

  Mutex:类似于一个接力棒,拿到接力棒的线程才可以开始跑,当然接力棒一次只属于一个线程(Thread Affinity),如果这个线程不释放接力棒(Mutex.ReleaseMutex),那么没办法,其他所有需要接力棒运行的线程都知道能等着看热闹

Semaphore:类似于一个小桶,里面装了几个小球,凡是拿到小球就可以跑,比如指定小桶里最初有四个小球,那么开始的四个线程就可以直接拿着 自己的小球开跑,但是第五个线程一看,小球被拿光了,就只好乖乖的等着有谁放一个小球到小桶里(Semophore.Release),他才能跑,但是这 里的游戏规则比较特殊,我们可以随意向小桶里放入小球,也就是说我可以拿走一个小球,放回去俩,甚至一个都不拿,放回去5个,这样就有五个线程可以拿着这 些小球运行了.我们可以规定小桶里有开始有几个小球(构造函数的第一个参数),也可以规定最多不能超过多少小球(构造函数的第二个参数)

  ManualResetEvent,AutoResetEvent可以参考http://www.cnblogs.com/uubox/archive/2007/12/18/1003953.html

什么是用双锁实现Singleton,为什么要这样做,双锁检验是不安全的吗?

使用双锁检验技巧来实现单件,来自于Java社区

public static MySingleton Instance{
get{
    if(_instance!=null)}{
        lock(_instance){
            if(s_value==null){
                _instance= new MySingleton();
            }
        }
    }
}
}

 

这样做其实是为了提高效率,比起

public static MySingleton Instance{

get{

lock(_instance){

if(svalue==null){

_instance= new MySingleton();

}

}

前一种方法在instance创建的时候不需要用lock同步,从而增进了效率

在java中这种技巧被证明是不安全的详细见http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/

但是在.Net下,这样的技巧是成立的,因为.Net使用了改进的内存模型

并且在.Net下,我们可以使用LazyInit来实现单件

private static readonly _instance=new MySingleton()

public static MySingleton Instance{

get{return _instance}

}

当第一此使用_instance时,CLR会生成这个对象,以后再访问这个字段,将会直接返回

互斥对象（Mutex）,信号量(Semaphore),事件（Event）对象与lock语句的比较

首先这里所谓的事件对象不是System.Event，而是一种用于同步的内核机制

互斥对象和事件对象属于内核对象，利用内核对象进行线程同步，线程必须要在用户模式和内核模式间切换，所以一般效率很低，但利用互斥对象和事件对象这样的内核对象，可以在多个进程中的各个线程间进行同步。

lock或者Moniter是.net用一个特殊结构实现的,不涉及模式切换,也就是说工作在用户方式下，同步速度较快,但是不能跨进程同步

 

什么时候需要锁定?

刚刚接触锁定的程序员往往觉得这个世界非常的危险,每个静态变量似乎都有可能产生竞争

首先锁定是解决竞争条件的,也就是多个线程同时访问某个资源,造成意想不到的结果,比如,最简单的情况,一个计数器,如果两个线程同时加一,后果就是损失了一个计数,但是频繁的锁定又可能带来性能上的消耗,还有最可怕的情况,死锁

到底什么情况下我们需要使用锁,什么情况下不用呢?

只有共享资源才需要锁定
首先,只有可以被多线程访问的共享资源才需要考虑锁定,比如静态变量,再比如某些缓存中的值,属于线程内部的变量不需要锁定

把锁定交给数据库
数据库除了存储数据之外,还有一个重要的用途就是同步,数据库本身用了一套复杂的机制来保证数据的可靠和一致性,这就为我们节省了很多的精力.保证了数据源头上的同步,我们多数的精力就可以集中在缓存等其他一些资源的同步访问上了

了解你的程序是怎么运行的
实际上在web开发中大多数逻辑都是在单个线程中展开的,无论asp.net还是php,一个请求都会在一个单独的线程中处理,其中的大部分变量都是属于 这个线程的,根本没有必要考虑锁定,当然对于asp.net中的application对象中的数据,我们就要小心一些了

WinForm中凡是使用BeginInvoke和Invoke调用的方法也都不需要考虑同步,因为这用这两个方法调用的方法会在UI线程中执行,因此实际是同步的,所以如果调用的方法中存在某些静态变量,不需要考虑锁定

业务逻辑对事务和线程安全的要求
这条是最根本的东西,开发完全线程安全的程序是件很费时费力的事情,在电子商务等涉及金融系统的案例中,许多逻辑都必须严格的线程安全,所以我们不得不牺 牲一些性能,和很多的开发时间来做这方面的工作,而一般的应用中,许多情况下虽然程序有竞争的危险,我们还是可以不使用锁定,比如有的时候计数器少一多 一,对结果无伤大雅的情况下,我们就可以不用去管他

计算一下冲突的可能性
我以前曾经谈到过,架构不要过设计,其实在这里也一样,假如你的全局缓存里的某个值每天只有几百或者几千个访问,并且访问时间很短,并且分布均匀(实际上 这是大多数的情况),那么冲突的可能性就非常的少,也许每500天才会出现一次或者更长,从7*24小时安全服务的角度来看,也完全符合要求,那么你还会 为这样万分之一的可能性花80%的精力去设计吗?

请多使用lock,少用Mutex
如果你一定要使用锁定,请尽量不要使用内核模块的锁定机制,比如.net的 Mutex,Semaphore,AutoResetEvent,ManuResetEvent,使用这样的机制涉及到了系统在用户模式和内核模式间的切 换,所以性能差很多,但是他们的优点是可以跨进程同步线程,所以应该清楚的了解到他们的不同和适用范围

 

 

Web和IIS

应用程序池,WebApplication,和线程池之间有什么关系

一个应用程序池是一个独立的进程,拥有一个线程池,应用程序池中可以有多个WebApplication,每个运行在一个单独的AppDomain中,这些WebApplication公用一个线程池

不同的AppDomain保证了每个WebApplication的静态变量不会互相干扰,不同的应用程序池保证了一个网站瘫痪,其他不同进程中的站点还能正常运行

 下图说明了他们的关系

 

Web页面怎么调用异步WebService

把Page的Async属性设置为true,就可以调用异步的方法,但是这样调用的效果可能并不如我们的相像,请参考Web中使用多线程来增强用户体验

 

 

推荐文章

http://www.cnblogs.com/uubox/archive/2007/12/18/1003953.html(内核对象同步,讲的很通俗易懂ManuResetEvent,AutoResetEvent)  

http://alang79.blogdriver.com/alang79/456761.html

A low-level Look at the ASP.NET Architecture

参考资料

<Windows 核心编程>这本书里对内核对象的描述比较详尽
<.Net框架程序设计>和上面一本一样也是大牛Jeffery Richard的作品

 

朱燚的技术博客,转载请注明出处

http://yizhu2000.cnblogs.com

http://blog.csdn.net/yizhu2000