c#Lock学习笔记

转自 http://www.cnblogs.com/tianma3798/p/6290158.html

参考官网 https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/language-reference/keywords/lock-statement

一、lock关键词说明

1. lock 关键字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。

2. lock 语句块锁定，功能等同于

Monitor.Enter(obj)； 
//代码段
Monitor.Exit(obj)；

3. lock语句块锁定和Monitor线程锁，不能跨进程同步

二、备注

lock 关键字可确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不会进入该临界区。如果其他线程尝试进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直到该对象被释放。

线程这节讨论了线程处理。

lock 关键字在块的开始处调用 Enter，而在块的结尾处调用 Exit。 ThreadInterruptedException 引发，如果 Interrupt 中断等待输入 lock 语句的线程。

通常，应避免锁定 public 类型，否则实例将超出代码的控制范围。常见的结构 lock (this)、lock (typeof (MyType)) 和 lock ("myLock") 违反此准则：

如果实例可以被公共访问，将出现 lock (this) 问题。
如果 MyType 可以被公共访问，将出现 lock (typeof (MyType)) 问题。
由于进程中使用同一字符串的任何其他代码都将共享同一个锁，所以出现 lock("myLock") 问题。

最佳做法是定义 private 对象来锁定, 或 private static 对象变量来保护所有实例所共有的数据。

在 lock 语句的正文不能使用等待关键字。

三、特别说明

1.lock语句中锁定的必须是引用类型的对象，不能是值类型

（1）值类型一般都在线程函数自己的栈里,每个线程局部栈是不一样的,互相之间不会有影响,所以不用锁定
一个特例,引用类型值类型字段在堆里,但可以通过lock那个引用类型对象就可以实现了。

（2）引用可以指向同一个对象，而值类型的变量每次都是不同的

（3）他要的就是引用类型，如果你传一个值类型，会装箱，下次代码运行到这里，又会装箱，两次不是同一个对象，所以锁不住。这个解释最靠谱

2.为了避免死锁，lock的对象需要是private对象

3.为了避免lock对象的唯一性，通lock的对象为 private static或者 private readonly static

第二章，什么时候需要锁

转自 http://www.cnblogs.com/plin2008/archive/2009/06/24/1510057.html

首先要理解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，最简单的情况是，一个计数器，两个线程同时加一，后果就是损失了一个计数，但相当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。那么什么情况下我们需要使用锁，什么情况下不需要呢？

1）只有共享资源才需要锁定
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，而属于线程内部的变量不需要锁定。

2）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和 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，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。

3）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，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，我们就要考虑加锁了。

4）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。通常，只有涉及到多个线程修改数据库中同一条记录时，我们才考虑加锁。

5）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它。

三、小题练练

转自 http://www.fx114.net/qa-276-77022.aspx

看看以下会不会产生死锁：

public class A
    {
        private object obj = new object();
        public void Test(int i)
        {
            lock (obj)
            {
                if (i>10)
                {
                    i--;
                    Test(i);
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine(i);
                }
            }
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            A a = new A();
            a.Test(15);
            Console.ReadKey();
        }
    }

你的答案是会产生死锁吗？可以理解，因为也许你以前一直以为外层递归被锁住后，不允许在访问里边的代码快，而由于递归，有需要等待外层递归解锁，所以由此造成死锁，现在才知道这种理解是错误的；结果是永远不会出现死锁，因为lock的本质是对于不同的线程来说的，或者这个所的所有权已经归该现成所有，它可以任意使用该锁；

说道这里又想多说一点，假如另一个线程在另一个函数里操作同一个obj，这是obj可以被访问吗在锁释放之前，如下代码：

public class Test
    {
        string name = "Empty";

        public Test()
        {
 
        }

        public string Name
        {
            get
            {
                return this.name;
            }
            set
            {
                this.name = value;
            }
        }
    }

    public class A
    {
        Test test = new Test();

        public void OneMethod()
        {
            lock (this.test)
            {
                Console.WriteLine("one thread come in,sleep for 10 seconds");
                Console.WriteLine(test.Name);
                Thread.Sleep(10000);//如果第二个线程可以在锁住期间可以对test对象操作，那么线程二应该在10000毫秒之内已经输出
                test.Name = "One thread output";
                Console.WriteLine(test.Name);
            }
        }

        public void TwoMethod()
        {
            Thread.Sleep(100);//为了确保第一个线程先锁住后在操作test对象
            Console.WriteLine("two thread come in");//假如由于线程一锁住test对象而不能对test操作的话，那么要等待10000毫秒
            test.Name = "Two thread output";
            Console.WriteLine(test.Name);
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            A a = new A();
            Thread one = new Thread(new ThreadStart(a.OneMethod));
            Thread two = new Thread(new ThreadStart(a.TwoMethod));
            one.Start();
            two.Start();
            Console.ReadKey();
        }
    }

其输出结果为：

one thread come in,sleep for 10 seconds

Empty

two thread come in//在第一个线程之间操作

Two thread output//在第一个线程锁住test对象之中，改变的test。Name属性值，说明锁中test时将可以对test进行操作

One thread output

答案是：test对象在别的函数中被锁中时，别的线程在被锁块外是可以对test进行操作的

假如我把第二个方法代码做如下修改：

public void TwoMethod()
        {
            Thread.Sleep(100);//为了确保第一个线程先锁住后在操作test对象
            Console.WriteLine("two thread come in");//假如由于线程一锁住test对象而不能对test操作的话，那么要等待10000毫秒
            lock (this.test)
            {
                test.Name = "Two thread output";
                Console.WriteLine(test.Name);
            }            
        }

这时的结果是：

one thread come in,sleep for 10 seconds

Empty

two thread come in//在第一个线程获得锁之间线程二进入了第二方法中的锁之前操作

One thread output//

Twothread output//说明锁test被解锁以后才执行

答案是：一个类中几个方法锁住了同一个对象（该对象必须是引用类型）时，那么第一个获得锁的线程操作，其他线程走到锁对象（哪怕所对象不是在同一个函数中）之前将等待对象被解锁，解锁后才可以进入。打个比喻：test对象相当于一个响应器，lock（）锁相当于一个锁，操作系统相当于一个监控器，而一个或多个函数中的锁块相当于一个或多大门，多个线程相当于等在一个或多个大门前的人。假如有任一一个大门被一个人闯进时，那么监控器立即给所有锁上锁lock，锁定所有大门，不准任何人进，直到该人出来，监控器自动打开所有锁，所有大门打开，重复执行第一步，监控器保证只有一个人进入某一个大门。当然如果某一个响应器没有lock，就相当于大门没有锁，就可以对test操作，这种情况就是上一种现象。

二、一道面试题（目前我也不太明白）

转自 https://www.cnblogs.com/myshell/archive/2010/07/18/1780386.html

和https://q.cnblogs.com/q/47290/

public void test(int i) 
 { 
    lock(this) 
   { 
      if (i > 10) 
     { 
          i--; 
          test(i); 
      } 
    } 
 }

分析一下代码，当调用test方法时i>10时是否会引起死锁

不会。终于在《CLR via C#》第二版（中文版，清华大学出版社出版）的第530页中第7行找到了这样的描述：“同样需要引起注意的是线程可以递归拥有同步块”。即同一线程可以递归调用lock语句，这是单线程操作，该线程本身就是锁的拥有者，当再次进入时，自然能获取到进入该锁块的权利。

线程重入问题，lock会与线程关联，如关联上A1线程，那么A1线程重复进入多次也是OK的。但是lock又是独占锁，所以一旦关联上线程，别的线程就无法进入lock代码块。

多线程操作时，会阻塞等待。