C#常用線程同步方法應(yīng)用場景和實現(xiàn)原理
volatile
只是C#的一個關(guān)鍵字,告訴編譯器不能將聲明的這個變量進行CPU內(nèi)部緩存,只能在主內(nèi)存中操作,類型有限制,volatile并不能實現(xiàn)真正的同步,因為它的操作級別只停留在變量級別,而不是原子級別。如果是在單處理器系統(tǒng)中,是沒有任何問題的,變量在主存中沒有機會被其他人修改,因為只有一個處理器,這就叫作processor Self-Consistency。但在多處理器系統(tǒng)中,可能就會有問題。 每個處理器都有自己的data cache,而且被更新的數(shù)據(jù)也不一定會立即寫回到主存。所以可能會造成不同步,但這種情況很難發(fā)生,因為cache的讀寫速度相當快,flush的頻率也相當高,只有在壓力測試的時候才有可能發(fā)生,而且?guī)茁史浅7浅P?。本質(zhì)上說并非絕對的同步方法。
Interlocked
對于例如int變量等的原子操作,效率高,可靠性高,一般通過CPU的專用指令實現(xiàn)的鎖住內(nèi)存總線實現(xiàn)的。
lock
lock與Monitor本身是一致的,lock是做到了C#的關(guān)鍵字一級,是.net對象自身支持的的一種同步機制,對象中有相關(guān)的結(jié)構(gòu)支持這種輕量級的線程同步,實現(xiàn)機制類似于CRITICAL_SECTION,但是CRITICAL_SECTION具有跨進程特性,而lock只能實現(xiàn)同一進程中的線程同步,在C#開發(fā)中很常用。
Mutex
是WIN32下的突變體內(nèi)核對象的封裝,類似于一間屋子只能進入一個人。是它的一個.net封裝,效率比較低,由于突變體是一種windows內(nèi)核對象,需要開銷很大,但是支持跨進程,通過給Mutex命名的方式支持進程間同步,甚至可以跨服務(wù)器訪問,是一種服務(wù)器之間同步的選擇。Mutex的擁有者才能釋放這個Mutex,其他進程不能釋放,可能是考慮到安全問題。Mutex是一種基于線程調(diào)度的同步方式,控制的是線程的調(diào)度,實現(xiàn)了sleep,如果有信號可以通知內(nèi)核線程調(diào)度程序調(diào)度等待線程。
Semaphore(Binary semaphore)
基于WIN32的Semaphore,也是一種基于線程調(diào)度,基本很類似于Mutex,與Mutex不同之處在于Semaphore允許多人進入同一間屋子,使用count計數(shù)來實現(xiàn),當允許數(shù)量為1時叫做Binary semaphore,這時候就是基本和Mutex很類似的,但是沒有Mutex擁有者一說,可由任何進程進行資源釋放。
Spin lock
這是一個內(nèi)核態(tài)概念。spin lock與semaphore的主要區(qū)別是spin lock是busy waiting,而semaphore是sleep。對于可以sleep的進程來說,busy waiting當然沒有意義,CPU只是在那里空轉(zhuǎn)而已,而且IRQL比較高,適合于等待時間比較短的場景。對于單CPU的系統(tǒng),busy waiting當然更沒意義(沒有CPU可以釋放鎖),所有Spin lock只對多CPU才有意義,因此,只有多CPU的內(nèi)核態(tài)非進程空間,才會用到spin lock。其實也就是類似mutex的作用,串行化對 critical section的訪問。但是mutex不能保護中斷的打斷,也不能在中斷處理程序中被調(diào)用。而spin lock也一般沒有必要用于可以sleep的進程空間。幸好它是內(nèi)核級的,如果是用戶級的會很危險。
AutoResetEvent,ManualResetEvent (Event)
這兩種的實現(xiàn)都是基于WIN32的Event原理,同步事件有兩種:AutoResetEvent 和 ManualResetEvent。它們之間唯一的不同在于,無論何時,只要 AutoResetEvent 激活線程,它的狀態(tài)將自動從終止變?yōu)榉墙K止。相反,ManualResetEvent 允許它的終止狀態(tài)激活任意多個線程,只有當它的 Reset 方法被調(diào)用時才還原到非終止狀態(tài)
ReaderWriterLockSlim
這個也是lock的封裝,對資源的訪問方式有共享和獨占方式,例如我們控制對某個資源讀貢獻或者寫?yīng)氄?,那么這個類可以派上用場。
SynchronizationAttribute ,MethodImplAttribute
這兩個屬于類特性和方法的特性,標識某個類或方法是同步方法,本質(zhì)上基于lock的實現(xiàn)。
WaitHandle
可以通過調(diào)用一種等待方法,如 WaitOne、WaitAny 或 WaitAll,讓線程等待事件。System.Threading.WaitHandle.WaitOne 使線程一直等待,直到單個事件變?yōu)榻K止狀態(tài);System.Threading.WaitHandle.WaitAny 阻止線程,直到一個或多個指示的事件變?yōu)榻K止狀態(tài);System.Threading.WaitHandle.WaitAll 阻止線程,直到所有指示的事件都變?yōu)榻K止狀態(tài)。當調(diào)用事件的 Set 方法時,事件將變?yōu)榻K止狀態(tài)。WaitOne基于WaitSingleObject,WaitAny 或 WaitAll基于WaitmultipleObject,具體由后面參數(shù)來決定。WaitmultipleObject實現(xiàn)要比WaitSingleObject復(fù)雜的多,性能也不好,盡量少用。
原文鏈接:http://www.cnblogs.com/Thriving-Country/archive/2010/12/21/1912444.html
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