线程，同步与锁——Lock你到底锁住了谁

线程在多核时代的优势月来越明显，多线程编程的学习也提上议事日程。但越来越多的人陷入线程的泥潭，最后搞得自己面目全非。越来越多的死锁，越来越多的异常数据，在并发性测试中让一个个线程程序员焦头烂额。“自己在自己的编程环境下怎么都没事，单步调试也不会有任何错误，到了两个人，多个人测试的时候怎么就不行了呢？”线程，同步与锁的问题渐渐的凸现在了每个程序员的面前。
还是让我们一起来学习同步与锁吧。


lock是每个程序员都熟知的语句，但究竟它如何工作的呢?
我们先来看几个案例,看看lock是什么.

public class ThreadTest
{
    private int i = 0;
    public void Test()
    {
        Thread t1 = new Thread(Thread1);
        Thread t2 = new Thread(Thread2);
        t1.Start();
        t2.Start();
    }
    public void Thread1()
    {
        lock (this)
        {
            Console.WriteLine(this.i);
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(this.i);
        }
    }
    public void Thread2()
    {
        Thread.Sleep(500);
        this.i = 1;
        Console.WriteLine("Change the value in locking");
    }
}
public class ThreadTest2
{
    private int i = 0;
    public void Test()
    {
        Thread t1 = new Thread(Thread1);
        Thread t2 = new Thread(Thread2);
        t1.Start();
        t2.Start();
    }
    public void Thread1()
    {
        lock (this)
        {
            Console.WriteLine(this.i);
            Thread.Sleep(1000);
            Console.WriteLine(this.i);
        }
    }
    public void Thread2()
    {
        lock (this)
        {
            Thread.Sleep(500);
            this.i = 1;
            Console.WriteLine("Can't change the value in locking");
        }
    }
}

 

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Moniter.Enter和Moniter.Exit,也就是说lock(this)时执行Moniter.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.