C# `lock` 문은 내부적으로 어떻게 작동하며 성능에 어떤 영향을 미치나요?

C# lock문 이해

C#의 lock 문은 멀티스레드 애플리케이션에서 공유 리소스에 대한 동시 액세스를 관리하는 데 중요한 도구입니다. 이는 주어진 시간에 단일 스레드만 코드의 중요한 섹션을 실행할 수 있도록 하여 경쟁 조건과 데이터 손상을 방지합니다.

lockStatement 내부 구현

lock 문에 대한 컴파일러의 처리는 C# 버전 전반에 걸쳐 발전했습니다. C# 3.0에서는 lock 문이 Monitor.Enter 및 Monitor.Exit 호출로 변환되어 try...finally 블록으로 래핑되어 예외 발생 시에도 잠금 해제를 보장했습니다.

C# 4.0 이상 버전에서는 lockWasTaken 플래그를 도입하여 이 접근 방식을 개선했으며, 잠금을 획득하지 못한 경우 불필요한 Monitor.Exit 호출을 피하여 효율성을 향상했습니다.

세부 분석:

• Monitor.Enter: 이 메소드는 특정 객체에 대한 모니터 잠금을 획득하려고 시도합니다. 다른 스레드가 이미 잠금을 보유하고 있는 경우 현재 스레드는 잠금을 사용할 수 있을 때까지 차단됩니다. 결정적으로 Monitor.Enter는 무기한 차단됩니다. 시간 초과 메커니즘이 없습니다.

• 성능 고려 사항: lock 문을 사용하면 동기화 오버헤드가 발생하여 성능에 영향을 미칩니다. 이 영향의 심각도는 잠금 경합 빈도에 따라 달라집니다. 많이 사용되는 리소스에 대한 잦은 경합으로 인해 상당한 성능 저하가 발생할 수 있습니다.

• 스레드 대기열: 여러 스레드가 동일한 잠금을 놓고 경쟁하면 대기열에 추가됩니다. 잠금을 획득한 첫 번째 스레드는 보호된 코드를 실행합니다. 다른 사람들은 차례를 기다립니다.

• 시간 초과 없음: lock 문의 중요한 제한 사항은 내장된 시간 초과 메커니즘이 없다는 것입니다. 차단된 스레드는 무기한 대기하므로 잠재적으로 교착 상태가 발생하거나 애플리케이션 응답성이 크게 저하됩니다. 제어된 대기 기간이 필요한 시나리오에서는 시간 초과와 함께 Monitor.TryEnter을 사용하는 등의 대체 접근 방식이 필요할 수 있습니다.

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