C#线程同步与死锁Monitor

在上一讲介绍了使用lock来实现C#线程同步。实际上，这个lock是C#的一个障眼法，在C#编译器编译lock语句时，将其编译成了调用Monitor类。先看看下面的C#源代码：

public static void MyLock() 
{ 
lock (typeof(Program)) 
{ 
} 
}

上面的代码通过lock语句使MyLock同步，这个方法被编译成IL后，代码如图1所示。

图1

从上图被标注的区域可以看到，一条lock语句被编译成了调用Monitor的Enter和Exit方法。Monitor在 System.Threading命名空间中。lock的功能就相当于直接调用Monitor的Entry方法，所不同的是，lock方法在结束后，会自动解除锁定，当然，在IL中是调用了Monitor的Exit方法，但在C#程序中，看起来是自动解锁的，这类似于C#中的using语句，可以自动释放数据库等的资源。但如果直接在C#源程序中使用Monitor类，就必须调用Exit方法来显式地解除锁定。如下面的代码所示：

Monitor.Entry(lockObj); 
try
{ 
// lockObj的同布区 
} 
catch(Exception e) 
{ 
// 异常处理代码 
} 
finally
{ 
Monitor.Exit(lockObj);  // 解除锁定 
}

Exit方法最后在finally里调用，这样无论在方法在发生异常、返回还是正常执行，都会执行到finally，并调用Exit方法解除锁定。

Monitor类不仅可以完全取代lock语句（如果只使用lock语句本身的功能，最好还是直接用lock语句吧），还可以使用TryEntry方法设置一个锁定超时，单位是毫秒。如下面的代码所示：

if(Monitor.TryEntry(lockObj, 1000)) 
{ 
try
{ 
} 
finally
{ 
Monitor.Exit(lockObj); 
} 
} 
else
{ 
// 超时后的处理代码 
}

上面的代码设置了锁定超时时间为1秒，也就是说，在1秒中后，lockObj还未被解锁，TryEntry方法就会返回false，如果在1秒之内，lockObj被解锁，TryEntry返回true。我们可以使用这种方法来避免死锁，如下面的代码所示：

class Program 
{ 
private static Object objA = new Object(); 
private static Object objB = new Object(); 
public static void LockA() 
{ 
if (Monitor.TryEnter(objA, 1000)) 
{ 
Thread.Sleep(1000); 
if (Monitor.TryEnter(objB, 2000)) 
{ 
Monitor.Exit(objB); 
} 
else
{ 
Console.WriteLine("LockB timeout"); 
} 
Monitor.Exit(objA); 
} 
Console.WriteLine("LockA"); 
} 
public static void LockB() 
{ 
if (Monitor.TryEnter(objB, 2000)) 
{ 
Thread.Sleep(2000); 
if (Monitor.TryEnter(objA, 1000)) 
{ 
Monitor.Exit(objA); 
} 
else
{ 
Console.WriteLine("LockA timeout"); 
} 
Monitor.Exit(objB); 
} 
Console.WriteLine("LockB"); 
} 
public static void Main() 
{ 
Thread threadA = new Thread(LockA); 
Thread threadB = new Thread(LockB); 
threadA.Start(); 
threadB.Start(); 
Thread.Sleep(4000);          
Console.WriteLine("线程结束"); 
} 
}

上面的代码是在上一讲举的死锁的例子，但在这一讲将lock语句改成了TryEntry方法，而且设置了锁定超时间，由于在等待一定时间后，不管被锁定的对象是否被解锁，TryEntry方法都会返回，因此，上面的代码是不会死锁的。运行上面的代码的结果如图2所示。

图2

如果TryEntry方法的超时时间为System.Threading.Timeout.Infinite，TryEntry方法就相当于Entry方法，如果超时时间为0，不管是否解锁，TryEntry方法都会立即返回。

这样就解决了C#线程同步与死锁的问题