.NET中的lock

lock 关键字可将语句块标记为临界区，方法是获取给定对象的互斥锁，执行语句，然后释放该锁。此语句的形式如下：
lock(expression) statement_block
其中：
expression
指定要锁定的对象。expression 必须是引用类型。
通常，如果要保护实例变量，则 expression 为 this；如果要保护 static 变量（或者如果临界区出现在给定类的静态方法中），则 expression 为 typeOf (class)。
statement_block
临界区的语句。
备注
lock 确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入一个锁定代码，则它将在释放该对象前一直等待（块）。
8.12 lock 语句对 lock 进行了讨论。
示例 1
下例显示的是在 C# 中使用线程的简单示例。
// statements_lock.cs
using System;
using System.Threading;

class ThreadTest
{
public void runme()
{
Console.WriteLine("runme called");
}

public static void Main()
{
ThreadTest b = new ThreadTest();
Thread t = new Thread(new ThreadStart(b.runme));
t.Start();
}
}
输出
runme called
示例 2
下例使用线程和 lock。只要 lock 语句存在，语句块就是临界区并且 balance 永远不会是负数。
// statements_lock2.cs
using System;
using System.Threading;

class Account
{
int balance;

Random r = new Random();

public Account(int initial)
{
balance = initial;
}

int Withdraw(int amount)
{

// This condition will never be true unless the lock statement
// is commented out:
if (balance < 0)
{
throw new Exception("Negative Balance");
}

// Comment out the next line to see the effect of leaving out
// the lock keyword:
lock (this)
{
if (balance >= amount)
{
Console.WriteLine("Balance before Withdrawal : " + balance);
Console.WriteLine("Amount to Withdraw : -" + amount);
balance = balance - amount;
Console.WriteLine("Balance after Withdrawal : " + balance);
return amount;
}
else
{
return 0; // transaction rejected
}
}
}

public void DoTransactions()
{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Withdraw(r.Next(1, 100));
}
}
}

class Test
{
public static void Main()
{
Thread[] threads = new Thread[10];
Account acc = new Account (1000);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread t = new Thread(new ThreadStart(acc.DoTransactions));
threads[i] = t;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
threads[i].Start();
}
}
}

我们先来看几个案例,看看lock是什么.

1publicclassThreadTest
2{
3privateinti=0;
4publicvoidTest()
5{
6Threadt1=newThread(Thread1);
7Threadt2=newThread(Thread2);
8t1.Start();
9t2.Start();
10}
11publicvoidThread1()
12{
13lock(this)
14{
15Console.WriteLine(this.i);
16Thread.Sleep(1000);
17Console.WriteLine(this.i);
18}
19}
20publicvoidThread2()
21{
22Thread.Sleep(500);
23this.i=1;
24Console.WriteLine("Changethevalueinlocking");
25}
26}
27publicclassThreadTest2
28{
29privateinti=0;
30publicvoidTest()
31{
32Threadt1=newThread(Thread1);
33Threadt2=newThread(Thread2);
34t1.Start();
35t2.Start();
36}
37publicvoidThread1()
38{
39lock(this)
40{
41Console.WriteLine(this.i);
42Thread.Sleep(1000);
43Console.WriteLine(this.i);
44}
45}
46publicvoidThread2()
47{
48lock(this)
49{
50Thread.Sleep(500);
51this.i=1;
52Console.WriteLine("Can'tchangethevalueinlocking");
53}
54}
55}

两段程序有什么区别吗?看看吧,ThreadTest2.Thread2()中多了一个lock(this)却产生了不同的结果

本想在案例一中lock住this对象,让其他的线程不能操作,可是事情不是像我们想象的那样lock(this)是lock this的意思.this中的属性依然能够被别的线程改变.那我们lock住的是什么?是代码段,是lock后面大括号中代码段,这段代码让多个人执行不不被允许的.那返回头来在看lock(this),this是什么意思呢?可以说this知识这段代码域的标志,看看案例二中Thread2.Thread2就明白了,Thread2中的lock需要等到Thread1种lock释放后才开始运行,释放之前一直处于等待状态,这就是标志的表现.

好吧,让我们来了解一下,lock这段代码是怎么运行的.lock语句根本使用的就是Monitor.Enter和Monitor.Exit,也就是说lock(this)时执行Monitor.Enter(this),大括号结束时执行Monitor.Exit(this).他的意义在于什么呢,对于任何一个对象来说,他在内存中的第一部分放置的是所有方法的地址,第二部分放着一个索引,他指向CLR中的SyncBlock Cache区域中的一个SyncBlock.什么意思呢?就是说,当你执行Monitor.Enter（Object）时，如果object的索引值为负数，就从SyncBlock Cache中选区一个SyncBlock，将其地址放在object的索引中。这样就完成了以object为标志的锁定，其他的线程想再次进行Monitor.Enter(object)操作，将获得object为正数的索引，然后就等待。直到索引变为负数，即线程使用Monitor.Exit（object)将索引变为负数。

如果明白了Monitor.Enter的原理,lock当然不再话下.当然lock后括号里面的值不是说把整个对象锁住,而是对他的一个值进行了修改,使别的lock不能锁住他,这才是lock(object)的真面目.

但在实际使用中Monitor还是不推荐,还是lock好的,Monitor需要加上很多try catch才能保证安全性,但lock却帮我们做了,而且lock看起来更优雅.

在静态方法中如何使用lock呢,由于我们没有this可用,所以我们使用typeof(this)好了,Type也有相应的方法地址和索引,所以他也是可以来当作lock的标志的.

但微软不提倡是用public的object或者typeof()或者字符串这样的标志就是因为,如果你的public object在其他的线程中被null并被垃圾收集了,将发生不可预期的错误.