如何保证对象在线程内唯一
背景:为了解决多线程竞用共享资源的问题,引入数据槽的概念,即将数据存放到线程的环境块中,使该数据只能单一线程访问.(属于线程空间上的开销)
下面的三种方式是解决多线程竞用共享资源的通用方式:
①:AllocateNamedDataSlot命名槽位和AllocateDataSlot未命名槽位 解决线程竞用资源共享问题。
(PS:在主线程上设置槽位,使该数据只能被主线程读取,其它线程无法访问)
private void button10_Click(object sender, EventArgs e) { #region 01-AllocateNamedDataSlot命名槽位 { var d = Thread.AllocateNamedDataSlot("userName"); //在主线程上设置槽位,使该数据只能被主线程读取,其它线程无法访问 Thread.SetData(d, "ypf"); //声明一个子线程 var t1 = new Thread(() => { Console.WriteLine("子线程中读取数据:{0}", Thread.GetData(d)); }); t1.Start(); //主线程中读取数据 Console.WriteLine("主线程中读取数据:{0}", Thread.GetData(d)); } #endregion #region 02-AllocateDataSlot未命名槽位 { var d = Thread.AllocateDataSlot(); //在主线程上设置槽位,使该数据只能被主线程读取,其它线程无法访问 Thread.SetData(d, "ypf"); //声明一个子线程 var t1 = new Thread(() => { Console.WriteLine("子线程中读取数据:{0}", Thread.GetData(d)); }); t1.Start(); //主线程中读取数据 Console.WriteLine("主线程中读取数据:{0}", Thread.GetData(d)); } #endregion }
②:利用特性[ThreadStatic] 解决线程竞用资源共享问题
(PS:在主线程中给ThreadStatic特性标注的变量赋值,则只有主线程能访问该变量,比数据槽性能好,使用方便)
③:利用ThreadLocal线程的本地存储, 解决线程竞用资源共享问题(线程可见性)
(PS: 在主线程中声明ThreadLocal变量,并对其赋值,则只有主线程能访问该变量)
④ CallContext 线程内可见。当 CallContext 沿执行代码路径往返传播并且由该路径中的各个对象检查时,可将对象添加到其中。
使用场景:当对象需要线程内全局使用。Core不支持
CallContext.SetData(key, temp); DbContext temp = CallContext.GetData(key) as DbContext;
四. 内存栅栏-线程共享资源
背景:当多个线程共享一个变量的时候,在Release模式的优化下,子线程会将共享变量加载的cup Cache中,导致主线程不能使用该变量而无法运行。
内存栅栏:变量在进入内存栅栏并读取时,变量的值已经写入完毕,离开栅栏时,变量的值被读取时也已经写入完毕
解决方案:
①:不要让多线程去操作同一个共享变量,从根本上解决这个问题。
②:利用MemoryBarrier方法进行处理,在此方法之前的内存写入都要及时从cpu cache中更新到 memory;在此方法之后的内存读取都要从memory中读取,而不是cpu cache。
③:利用VolatileRead/Write方法进行处理。
a = 0 , b = 0; void fun1() { a = 1; b = 1; } void fun2() { while (b == 0) continue; assert(a == 1); }
如果 一个线程执行 fun1(),另一个线程执行 fun2时,当b=1,a一定等于 1吗,答案是 不一定,a还有可能是0 具体请看 https://zhuanlan.zhihu.com/p/125737864
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ExpandedBlockStart.gif)
1 private void button11_Click(object sender, EventArgs e) 2 { 3 #region 01-默认情况(Release模式主线程不能正常运行) 4 //{ 5 // var isStop = false; 6 // var t = new Thread(() => 7 // { 8 // var isSuccess = false; 9 // while (!isStop) 10 // { 11 // isSuccess = !isSuccess; 12 // } 13 // Console.WriteLine("子线程执行成功"); 14 // }); 15 // t.Start(); 16 17 // Thread.Sleep(1000); 18 // isStop = true; 19 20 // t.Join(); 21 // Console.WriteLine("主线程执行结束"); 22 //} 23 #endregion 24 25 #region 02-MemoryBarrier解决共享变量(Release模式下可以正常运行) 26 //{ 27 // var isStop = false; 28 // var t = new Thread(() => 29 // { 30 // var isSuccess = false; 31 // while (!isStop) 32 // { 33 // Thread.MemoryBarrier(); 34 35 // isSuccess = !isSuccess; 36 // } 37 // Console.WriteLine("子线程执行成功"); 38 // }); 39 // t.Start(); 40 41 // Thread.Sleep(1000); 42 // isStop = true; 43 44 // t.Join(); 45 // Console.WriteLine("主线程执行结束"); 46 //} 47 #endregion 48 49 #region 03-VolatileRead解决共享变量(Release模式下可以正常运行) 50 { 51 var isStop = 0; 52 var t = new Thread(() => 53 { 54 var isSuccess = false; 55 while (isStop == 0) 56 { 57 Thread.VolatileRead(ref isStop); 58 59 isSuccess = !isSuccess; 60 } 61 Console.WriteLine("子线程执行成功"); 62 }); 63 t.Start(); 64 65 Thread.Sleep(1000); 66 isStop = 1; 67 68 t.Join(); 69 Console.WriteLine("主线程执行结束"); 70 } 71 #endregion 72 73 74 }