一.多线程编程中的线程同步
1.C#中的lock关键字
lock关键字可能是我们在遇到线程同步的需求时最常用的方式，但lock只是一个语法糖，为什么这么说呢，下面慢慢道来。
（1）lock的等效代码其实是Monitor类的Enter和Exit两个方法
private object locker = new object();
public void Work()
{
lock (locker)
{
// 做一些需要线程同步的工作
}
}
private object locker = new object();
public void Work()
{
// 避免直接使用私有成员locker（直接使用有可能会导致线程不安全）
object temp = locker;
Monitor.Enter(temp);
try
{
// 做一些需要线程同步的工作
}
finally
{
Monitor.Exit(temp);
}
}
（2）System.Threading.Monitor类型的作用和使用
Monitor类型的Enter和Exit方法用来实现进入和退出对象的同步，当Enter方法被调用时，对象的同步索引将被检查，并且.NET将负责一系列的后续工作来保证对象访问时的线程同步，而Exit方法的调用则保证了当前线程释放该对象的同步块。
示例演示了如何使用lock关键字来实现线程同步：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 多线程测试静态方法的同步
Console.WriteLine("开始测试静态方法的同步：");
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new Thread(Lock.StaticIncrement);
thread.Start();
}
// 这里等待线程执行结束
Thread.Sleep(5 * 1000);
Console.WriteLine("-------------------------------");
// 多线程测试实例方法的同步
Console.WriteLine("开始测试实例方法的同步：");
Lock l = new Lock();
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
Thread thread = new Thread(l.InstanceIncrement);
thread.Start();
}
Console.ReadKey();
}
}
public class Lock
{
// 静态方法同步锁
private static object staticLocker = new object();
// 实例方法同步锁
private object instanceLocker = new object();
// 成员变量
private static int staticNumber = 0;
private int instanceNumber = 0;
// 测试静态方法的同步
public static void StaticIncrement(object state)
{
lock (staticLocker)
{
Console.WriteLine("当前线程ID：{0}", Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());
Console.WriteLine("staticNumber的值为：{0}", staticNumber.ToString());
// 这里可以制造线程并行执行的机会，来检查同步的功能
Thread.Sleep(200);
staticNumber++;
Console.WriteLine("staticNumber自增后为：{0}", staticNumber.ToString());
}
}
// 测试实例方法的同步
public void InstanceIncrement(object state)
{
lock (instanceLocker)
{
Console.WriteLine("当前线程ID：{0}",Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString());
Console.WriteLine("instanceNumber的值为：{0}", instanceNumber.ToString());
// 这里可以制造线程并行执行的机会，来检查同步的功能
Thread.Sleep(200);
instanceNumber++;
Console.WriteLine("instanceNumber自增后为：{0}", instanceNumber.ToString());
}
}
}
PS: 应该完全避免用this对象和当前类型对象作为同步对象，而是在类型中定义私有的同步对象，
同时应该使用lock而不是Monitor类型，这样可以有效地减少同步块不被释放的情况。
2. 互斥体是个什么鬼？Mutex和Monitor两个类型的功能有啥区别？
（1）什么是互斥体？
在操作系统中，互斥体（Mutex）是指某些代码片段在任意时间内只允许一个线程进入。例如，正在进行一盘棋，任意时刻只允许一个棋手往棋盘上落子，这和线程同步的概念基本一致。
（2）.NET中的互斥体
Mutex类是.NET中为我们封装的一个互斥体类型，和Mutex类似的还有Semaphore（信号量）等类型。下面的示例代码展示了Mutext类型的使用
class Program
{
const string testFile = "C:\TestMutex.txt";
/// <summary>
/// 这个互斥体保证所有的进程都能得到同步
/// </summary>
static Mutex mutex = new Mutex(false, "TestMutex");
static void Main(string[] args)
{
//留出时间来启动其他进程
Thread.Sleep(3000);
DoWork();
mutex.Close();
Console.ReadKey();
}
/// <summary>
/// 往文件里写连续的内容
/// </summary>
static void DoWork()
{
long d1 = DateTime.Now.Ticks;
mutex.WaitOne();
long d2 = DateTime.Now.Ticks;
Console.WriteLine("经过了{0}个Tick后进程{1}得到互斥体，进入临界区代码。", (d2 - d1).ToString(), Process.GetCurrentProcess().Id.ToString());
try
{
if (!File.Exists(testFile))
{
FileStream fs = File.Create(testFile);
fs.Dispose();
}
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
// 每次都保证文件被关闭再重新打开
// 确定有mutex来同步，而不是IO机制
using (FileStream fs = File.Open(testFile, FileMode.Append))
{
string content = "【进程" + Process.GetCurrentProcess().Id.ToString() +
"】:" + i.ToString() + "
";
Byte[] data = Encoding.Default.GetBytes(content);
fs.Write(data, 0, data.Length);
}
// 模拟做了其他工作
Thread.Sleep(300);
}
}
finally
{
mutex.ReleaseMutex();
}
}
}
模拟多个用户，执行上述代码，下图就是在我的计算机上的执行结果：
现在打开C盘目录下的TestMutext.txt文件，将看到如下图所示的结果：
（3）Mutex和Monitor的区别
这两者虽然都用来进行同步的功能，但实现方法不同，其最显著的两个差别如下：
① Mutex使用的是操作系统的内核对象，而Monitor类型的同步机制则完全在.NET框架之下实现，这就导致了Mutext类型的效率要比Monitor类型要低很多；
② Monitor类型只能同步同一应用程序域中的线程，而Mutex类型却可以跨越应用程序域和进程。