C#使用Monitor類、Lock和Mutex類進行多線程同步

在多線程中，為了使數據保持一致性必須要對數據或是訪問數據的函數加鎖，在數據庫中這是很常見的，但是在程序中由於大部分都是單線程的程序，所以沒有加鎖的必要，但是在多線程中，為了保持數據的同步，一定要加鎖，好在Framework中已經為我們提供了三個加鎖的機制，分別是Monitor類、Lock關鍵字和Mutex類。

        其中Lock關鍵詞用法比較簡單，Monitor類和Lock的用法差不多。這兩個都是鎖定數據或是鎖定被調用的函數。而Mutex則多用於鎖定多線程間的同步調用。簡單的說，Monitor和Lock多用於鎖定被調用端，而Mutex則多用鎖定調用端。 例如下面程序：由於這種程序都是毫秒級的，所以運行下面的程序可能在不同的機器上有不同的結果，在同一台機器上不同時刻運行也有不同的結果，我的測試環境為vs2005, windowsXp , CPU3.0 , 1 G monery。         程序中有兩個線程thread1、thread2和一個TestFunc函數，TestFunc會打印出調用它的線程名和調用的時間(mm級的)，兩個線程分別以30mm和100mm來調用TestFunc這個函數。TestFunc執行的時間為50mm。程序如下： using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Threading; namespace MonitorLockMutex {     class Program     {         #region variable         Thread thread1 = null;         Thread thread2 = null;         Mutex mutex = null;         #endregion         static void Main(string[] args)         {             Program p = new Program();             p.RunThread();             Console.ReadLine();         }         public Program()         {             mutex = new Mutex();             thread1 = new Thread(new ThreadStart(thread1Func));             thread2 = new Thread(new ThreadStart(thread2Func));         }         public void RunThread()         {             thread1.Start();             thread2.Start();         }         private void thread1Func()         {             for (int count = 0; count < 10; count++)             {                 TestFunc("Thread1 have run " + count.ToString() + " times");                 Thread.Sleep(30);             }         }         private void thread2Func()         {             for (int count = 0; count < 10; count++)             {                 TestFunc("Thread2 have run " + count.ToString() + " times");                 Thread.Sleep(100);             }         }         private void TestFunc(string str)         {             Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString());             Thread.Sleep(50);         }     } } 運行結果如下：
          可以看出如果不加鎖的話，這兩個線程基本上是按照各自的時間間隔+TestFunc的執行時間(50mm)對TestFunc函數進行讀取。因為線程在開始時需要分配內存，所以第0次的調用不准確，從第1~9次的調用可以看出，thread1的執行間隔約是80mm，thread2的執行間隔約是150mm。 現在將TestFunc修改如下： private void TestFunc(string str) {    lock (this)    {       Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString());       Thread.Sleep(50);    } } 或者是用Monitor也是一樣的，如下： private void TestFunc(string str) {       Monitor.Enter(this);       Console.WriteLine("{0} {1}", str, System.DateTime.Now.Millisecond.ToString());       Thread.Sleep(50);       Monitor.Exit(this); } 其中Enter和Exit都是Monitor中的靜態方法。 運行Lock結果如下：         讓我們分析一下結果，同樣從第1次開始。相同線程間的調用時間間隔為線程執行時間+TestFunc調用時間，不同線程間的調用時間間隔為TestFunc調用時間。例如：連續兩次調用thread1之間的時間間隔約為30+50=80;連續兩次調用thread2之間的時間間隔約為100+50=150mm。調用thread1和thread2之間的時間間隔為50mm。因為TestFunc被lock住了，所以一個thread調用TestFunc後，當其它的線程也同時調用TestFunc時，後來的線程即進被排到等待隊列中等待，直到擁有訪問權的線程釋放這個資源為止。         這就是鎖定被調用函數的特性，即只能保證每次被一個線程調用，線程優先級高的調用的次數就多，低的就少，這就是所謂的強占式。         下面讓我們看看Mutex類的使用方法，以及與Monitor和Lock的區別。 將代碼修改如下：         private void thread1Func()         {             for (int count = 0; count < 10; count++)             {                 mutex.WaitOne();                 TestFunc("Thread1 have run " + count.ToString() + " times");                 mutex.ReleaseMutex();             }         }
          private void thread2Func()         {             for (int count = 0; count < 10; count++)             {                 mutex.WaitOne();                 TestFunc("Thread2 have run " + count.ToString() + " times");                 mutex.ReleaseMutex();             }         }