C#在.NET Core中的信号量、互斥锁与同步原语

发布时间:2024-09-05 15:19:56 作者:小樊
来源:亿速云 阅读:81

在.NET Core中,C#提供了多种同步原语来帮助控制对共享资源的访问

  1. 信号量(Semaphore):信号量是一个计数器,用于管理对一组资源的访问。当一个线程需要访问资源时,它会请求信号量。如果信号量的计数器大于零,线程将获得访问权限,并将计数器减一。当线程完成资源访问后,它会释放信号量,将计数器加一。如果计数器为零,请求线程将被阻塞,直到其他线程释放信号量。

    示例:

    using System.Threading;
    
    class Program
    {
        static Semaphore semaphore = new Semaphore(3, 3);
    
        static void Main()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                new Thread(Work).Start();
            }
        }
    
        static void Work()
        {
            semaphore.WaitOne();
            Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} is working");
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} has finished");
            semaphore.Release();
        }
    }
    
  2. 互斥锁(Mutex):互斥锁是一种同步原语,用于确保一次只有一个线程访问共享资源。当一个线程请求互斥锁时,如果锁未被占用,线程将获得锁并继续执行。如果锁已被占用,请求线程将被阻塞,直到锁被释放。

    示例:

    using System.Threading;
    
    class Program
    {
        static Mutex mutex = new Mutex();
        static int counter = 0;
    
        static void Main()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                new Thread(Increment).Start();
            }
        }
    
        static void Increment()
        {
            mutex.WaitOne();
            counter++;
            Console.WriteLine($"Thread {Thread.CurrentThread.ManagedThreadId} incremented the counter to {counter}");
            mutex.ReleaseMutex();
        }
    }
    
  3. 其他同步原语:除了信号量和互斥锁之外,.NET Core还提供了其他同步原语,如MonitorReaderWriterLockSlimSemaphoreSlim。这些原语可以根据不同的场景和需求进行选择使用。

    • Monitor类提供了一种简单的同步机制,用于确保一次只有一个线程访问代码段。它类似于互斥锁,但使用起来更简单。
    • ReaderWriterLockSlim类允许多个线程同时读取共享资源,但在写入时会阻止其他线程访问。这在读操作远多于写操作的场景下非常有用。
    • SemaphoreSlim类是一个轻量级的信号量实现,用于限制对共享资源的访问。它比Semaphore类更高效,因为它不会导致线程切换到内核模式。

在使用同步原语时,务必注意死锁和资源争用的问题。死锁是指两个或多个线程相互等待对方释放资源的情况,导致程序无法继续执行。为了避免死锁,可以使用超时参数、按顺序请求锁或者使用MutexTryEnter方法等方法。此外,始终在finally块中释放锁,以确保即使发生异常也能正确释放资源。

推荐阅读:
  1. C#多线程及同步示例简析
  2. C语言中怎么利用软件代替Mutex互斥锁

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