C#线程同步与死锁Monitor

在上一讲介绍了使用lock来实现C#线程同步。实际上，这个lock是C#的一个障眼法，在C#编译器编译lock语句时，将其编译成了调用Monitor类。先看看下面的C#源代码：

public static void MyLock()  
{  
    lock (typeof(Program))  
    {  
    }  
}  
 

上面的代码通过lock语句使MyLock同步，这个方法被编译成IL后，代码如图1所示。

图1

从上图被标注的区域可以看到，一条lock语句被编译成了调用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor在 System.Threading命名空间中。lock的功能就相当于直接调用Monitor的Entry方法，所不同的是，lock方法在结束后，会自动解除锁定，当然，在IL中是调用了Monitor的Exit方法，但在C#程序中，看起来是自动解锁的，这类似于C#中的using语句，可以自动释放数据库等的资源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor类，就必须调用Exit方法来显式地解除锁定。如下面的代码所示：

Monitor.Entry(lockObj);  
try 
{  
    // lockObj的同布区  
}  
catch(Exception e)  
{  
    // 异常处理代码  
}  
finally 
{  
    Monitor.Exit(lockObj);  // 解除锁定  
}  
 

Exit方法最后在finally里调用，这样无论在方法在发生异常、返回还是正常执行，都会执行到finally，并调用Exit方法解除锁定。

Monitor类不仅可以完全取代lock语句（如果只使用lock语句本身的功能，最好还是直接用lock语句吧），还可以使用TryEntry方法设置一个锁定超时，单位是毫秒。如下面的代码所示：

if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000))  
{  
    try 
    {  
    }  
    finally 
    {  
        Monitor.Exit(lockObj);  
    }  
}  
else 
{  
    // 超时后的处理代码  
}  
 

上面的代码设置了锁定超时时间为1秒，也就是说，在1秒中后，lockObj还未被解锁，TryEntry方法就会返回false，如果在1秒之内，lockObj被解锁，TryEntry返回true。我们可以使用这种方法来避免死锁，如下面的代码所示：

class Program  
{  
    private static Object objA = new Object();  
    private static Object objB = new Object();  
    public static void LockA()  
    {  
        if (Monitor.TryEnter(objA, 1000))  
        {  
            Thread.Sleep(1000);  
            if (Monitor.TryEnter(objB, 2000))  
            {  
                Monitor.Exit(objB);  
            }  
            else 
            {  
 
                Console.WriteLine("LockB timeout");  
            }  
            Monitor.Exit(objA);  
        }  
        Console.WriteLine("LockA");  
    }  
    public static void LockB()  
    {  
        if (Monitor.TryEnter(objB, 2000))  
        {  
            Thread.Sleep(2000);  
            if (Monitor.TryEnter(objA, 1000))  
            {  
                Monitor.Exit(objA);  
            }  
            else 
            {  
                Console.WriteLine("LockA timeout");  
            }  
            Monitor.Exit(objB);  
        }  
        Console.WriteLine("LockB");  
    }  
    public static void Main()  
    {  
        Thread threadA = new Thread(LockA);  
        Thread threadB = new Thread(LockB);  
        threadA.Start();  
        threadB.Start();  
        Thread.Sleep(4000);           
        Console.WriteLine("线程结束");  
    }  
}  

上面的代码是在上一讲举的死锁的例子，但在这一讲将lock语句改成了TryEntry方法，而且设置了锁定超时间，由于在等待一定时间后，不管被锁定的对象是否被解锁，TryEntry方法都会返回，因此，上面的代码是不会死锁的。运行上面的代码的结果如图2所示。

图2

如果TryEntry方法的超时时间为System.Threading.Timeout.Infinite，TryEntry方法就相当于Entry方法，如果超时时间为0，不管是否解锁，TryEntry方法都会立即返回。

这样就解决了C#线程同步与死锁的问题