Wie funktionieren Lock-Anweisungen in C#, um Thread-Sicherheit zu gewährleisten?

Detailliertes Verständnis des Thread-Sicherheitsmechanismus der C#-Lock-Anweisung

In einer Multithread-Umgebung ist es wichtig sicherzustellen, dass Objekte Thread-sicher sind. Aus diesem Grund verwenden Entwickler häufig Lock-Anweisungen, um kritische Teile des Codes zu schützen. Dieser Artikel befasst sich mit dem Innenleben der Lock-Anweisung und erläutert deren Verhalten und Auswirkungen.

Struktur der Lock-Anweisung

Unter der Haube wird die Lock-Anweisung mithilfe der Klasse System.Threading.Monitor in eine Reihe von Anweisungen umgewandelt. C# 3.0 verfolgt den folgenden Ansatz:

<code class="language-csharp">var temp = obj;
Monitor.Enter(temp);
try
{
    // 线程不安全代码
}
finally
{
    Monitor.Exit(temp);
}</code>

Ab C# 4.0 wurde jedoch eine kleine Änderung eingeführt:

<code class="language-csharp">bool lockWasTaken = false;
var temp = obj;
try
{
    Monitor.Enter(temp, ref lockWasTaken);
    // 线程不安全代码
}
finally
{
    if (lockWasTaken)
    {
        Monitor.Exit(temp); 
    }
}</code>

Überwachung und Blockierung

Die Methode

Monitor.Enter ist der Kern der Lock-Anweisung. Es wird versucht, den Monitor für das angegebene Objekt abzurufen. Wenn ein anderer Thread zuvor eine Enter-Operation für dasselbe Objekt ausgeführt hat und noch keine entsprechende Exit-Operation ausgeführt hat, wird der aktuelle Thread blockiert, bis der andere Thread die Sperre aufhebt.

Ich warte auf unbestimmte Zeit

Es ist wichtig zu beachten, dass die Methode Monitor.Enter unbegrenzt darauf wartet, dass die Sperre verfügbar wird. Im Gegensatz zu einigen anderen Sperrmechanismen gibt es kein Konzept für Zeitüberschreitungen.

Leistungshinweise

Die Verwendung von Sperren kann sich auf die Anwendungsleistung auswirken. Sperren führen zu Konflikten, indem sie andere Threads vorübergehend daran hindern, auf dieselbe Ressource zuzugreifen. Dies kann zu einem verringerten Durchsatz und einer erhöhten Latenz führen. Daher ist es wichtig, Sperren sparsam und nur bei Bedarf zu verwenden, um threadunsicheren Code zu schützen.

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