编写高质量代码：改善c#程序的157个建议之“避免锁定不恰当的同步对象”

建议73：避免锁定不恰当的同步对象

在C#中，让线程同步的另一种编码方式就是使用线程锁。线程锁的原理，就是锁住一个资源，使得应用程序在此刻只有一个线程访问该资源。通俗地讲，就是让多线程变成单线程。在C#中，可以将被锁定的资源理解成new出来的普通CLR对象。

既然需要锁定的资源就是C#中的一个对象，我们就该仔细思考，到底什么样的对象能够成为一个锁对象（也叫同步对象）？在选择同步对象的时候，应当始终注意以下几点：

1. 同步对象在需要同步的多个线程中是可见的同一个对象。
   
2. 在非静态方法中，静态变量不应作为同步对象。
3. 值类型对象不能作为同步对象。
4. 避免将字符串作为同步对象。
5. 降低同步对象的可见性。

下面分别详细介绍以上五个注意事项。

第一个注意事项：需要锁定的对象在多个线程中是可见的，而且是同一个对象。“可见的”这是显而易见的，如果对象不可见，就不能被锁定。“同一个对象”，这也很容易理解，如果锁定的不是同一个对象，那又如何来同步两个对象呢？虽然理解起来简单，但不见得我们在这上面就不会犯错误。为了帮助大家理解本建议的内容，我们先模拟一个必须使用到锁的场景：在遍历一个集合的过程中，同时在另外一个线程中删除集合中的某项。下面这个例子中，如果没有lock语句，将会抛出异常InvalidOperationException：“集合已修改；可能无法执行枚举”：

public partial class FormMain : Form
{
    public FormMain()
    {
        InitializeComponent();
    }

    AutoResetEvent autoSet = new AutoResetEvent(false);
    List<string> tempList = new List<string>() { "init0", "init1", "init2" };

    private void buttonStartThreads_Click(object sender, EventArgs e)
    {
        object syncObj = new object();

        Thread t1 = new Thread(() =>
        {
            //确保等待t2开始之后才运行下面的代码
            autoSet.WaitOne();
            lock (syncObj)
            {
                foreach (var item in tempList)
                {
                    Thread.Sleep(1000);
                }
            }
        });
        t1.IsBackground = true;
        t1.Start();

        Thread t2 = new Thread(() =>
        {
            //通知t1可以执行代码
            autoSet.Set();
            //沉睡1秒是为了确保删除操作在t1的迭代过程中
            Thread.Sleep(1000);
            lock (syncObj)
            {
                tempList.RemoveAt(1);
            }
        });
        t2.IsBackground = true;
        t2.Start();
    }
}

这是一个Winform窗体应用程序，需要演示的功能在按钮的单击事件中。对象syncObj对于线程t1和t2来说，在CLR中肯定是同一个对象。所以，上面的示例运行是没有问题的。

现在，我们将此示例重构。将实际的工作代码移到一个类型SampleClass中，该示例要在多个SampleClass实例间操作一个静态字段，如下所示：

private void buttonStartThreads_Click(object sender, EventArgs e)
{
    SampleClass sample1 = new SampleClass();
    SampleClass sample2 = new SampleClass();
    sample1.StartT1();
    sample2.StartT2();
}

class SampleClass
{
    public static List<string> TempList = new List<string>() { "init0",