C# lock

C# 语言参考
lock 语句(C# 参考)

 

lock 关键字将语句块标记为临界区,方法是获取给定对象的互斥锁,执行语句,然后释放该锁。此语句的形式如下:

Object thisLock = new Object();
lock (thisLock)
{
// Critical code section
}

lock 确保当一个线程位于代码的临界区时,另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码,则它将一直等待(即被阻止),直到该对象被释放。

线程处理(C# 编程指南) 这节讨论了线程处理。

lock 调用块开始位置的 Enter 和块结束位置的 Exit

通常,应避免锁定 public 类型,否则实例将超出代码的控制范围。常见的结构 lock (this)lock (typeof (MyType))lock ("myLock") 违反此准则:


  • 如果实例可以被公共访问,将出现 lock (this) 问题。


  • 如果 MyType 可以被公共访问,将出现 lock (typeof (MyType)) 问题。


  • 由于进程中使用同一字符串的任何其他代码将共享同一个锁,所以出现 lock(“myLock”) 问题。

最佳做法是定义 private 对象来锁定, 或 private static 对象变量来保护所有实例所共有的数据。








下例显示的是在 C# 中使用线程的简单示例。











// statements_lock.cs
using System;
using System.Threading;

class ThreadTest
{
public void RunMe()
{
Console.WriteLine("RunMe called");
}

static void Main()
{
ThreadTest b = new ThreadTest();
Thread t = new Thread(b.RunMe);
t.Start();
}
}




输出
RunMe called

下例使用线程和 lock 。只要 lock 语句存在,语句块就是临界区并且 balance 永远不会是负数。











// statements_lock2.cs
using System;
using System.Threading;

class Account
{
private Object thisLock = new Object();
int balance;

Random r = new Random();

public Account(int initial)
{
balance = initial;
}

int Withdraw(int amount)
{

// This condition will never be true unless the lock statement
// is commented out:
if (balance < 0)
{
throw new Exception("Negative Balance");
}

// Comment out the next line to see the effect of leaving out
// the lock keyword:
lock(thisLock)
{
if (balance >= amount)
{
Console.WriteLine("Balance before Withdrawal : " + balance);
Console.WriteLine("Amount to Withdraw : -" + amount);
balance = balance - amount;
Console.WriteLine("Balance after Withdrawal : " + balance);
return amount;
}
else
{
return 0; // transaction rejected
}
}
}

public void DoTransactions()
{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Withdraw(r.Next(1, 100));
}
}
}

class Test
{
static void Main()
{
Thread[] threads = new Thread[10];
Account acc = new Account(1000);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Thread t = new Thread(new ThreadStart(acc.DoTransactions));
threads[i] = t;
}
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
threads[i].Start();
}
}
}







<think>好的,我现在需要回答用户关于C#lock关键字的用法、使用方法和示例的问题。首先,我要回顾一下用户提供的引用内容,确保回答准确。 用户提到了四个引用,其中引用[1]到[4]都涉及lock关键字的使用注意事项和相关概念。我需要把这些信息整合到回答中,同时遵循用户的系统级指令,比如正确使用LaTeX格式和生成相关问题。 首先,我应该解释lock关键字的基本作用,即同步线程访问共享资源,防止竞争条件。根据引用[2],lock用于确保同一时间只有一个线程执行代码块。引用[3]提到它通过获取互斥锁来实现这一点。 接下来,使用方法部分需要强调正确的锁对象选择。根据引用[1],应该使用私有只读对象实例作为锁对象,避免使用this、Type实例或字符串。这部分需要详细说明,并给出代码示例。 示例部分,我需要提供一个简单的例子,比如账户余额的操作,展示如何用lock保护共享资源。同时,可以对比错误用法,如使用public对象或字符串,说明其潜在问题,如死锁或锁争用,如引用[1]所述。 注意事项中,要提到lock的内部机制(Monitor.Enter和Monitor.Exit),避免嵌套锁,以及锁的范围。引用[4]指出volatile的不足,强调在复合操作中需使用lock或其他同步机制,这点也应包括在内。 最后,生成相关问题时要围绕lock关键字的最佳实践、替代方案、与Monitor类的关系、常见错误和应用场景展开,确保问题有针对性。 需要确保回答结构清晰,分步骤说明,并正确引用来源。同时检查LaTeX语法是否正确,比如变量用$...$,但可能用户的问题中数学内容不多,所以可能不需要太多LaTeX。但如果有代码块或术语,要正确格式化。 现在整理这些思路,组织成用户要求的格式,先回答用法、方法、示例,再注意事项,最后相关问题。确保每个引用在适当的位置标注,如引用[1]关于锁对象的选择,引用[4]关于复合操作的处理。</think>### C# lock 关键字使用方法详解 #### 1. 基本作用 lock 关键字用于创建线程临界区,确保同一时间**只有一个线程**可以访问共享资源。通过获取指定对象的互斥锁(mutex)来实现线程同步,解决资源竞争和数据不一致问题[^2][^3]。 #### 2. 标准语法格式 ```csharp private readonly object _lockObj = new object(); void ThreadSafeMethod() { lock (_lockObj) // 获取锁 { // 临界区代码 // 对共享资源的操作 } // 自动释放锁 } ``` #### 3. 正确使用规范 - **锁对象选择原则** 1. 必须使用专用对象:`private readonly object` 实例[^1] 2. 禁止使用危险对象: - `this`(调用方可能已锁定) - `Type` 实例(通过`typeof`或反射获取) - 字符串(可能被暂存池共享) ```csharp // 正确示例 private readonly object _safeLock = new object(); // 错误示例 lock ("myLock") { ... } // 字符串暂存风险 lock (this) { ... } // 外部访问风险 ``` #### 4. 典型应用示例 **银行账户线程安全操作** ```csharp class BankAccount { private decimal _balance; private readonly object _balanceLock = new object(); public void Deposit(decimal amount) { lock (_balanceLock) { _balance += amount; // 原子操作保障 } } public bool Withdraw(decimal amount) { lock (_balanceLock) { if (_balance >= amount) { _balance -= amount; return true; } return false; } } } ``` #### 5. 高级注意事项 1. **锁机制本质** 编译后等价于`Monitor.Enter`和`Monitor.Exit`的组合: ```csharp Monitor.Enter(_lockObj); try { // 临界区代码 } finally { Monitor.Exit(_lockObj); } ``` 2. **锁嵌套风险** 同一线程可重复获取已持有的锁,但跨线程嵌套锁可能导致死锁: ```csharp // 危险嵌套模式 lock (objA) { lock (objB) { // 若另一线程以相反顺序锁定,将导致死锁 // ... } } ``` 3. **锁粒度控制** - 粗粒度锁:保护多个相关资源,可能降低并发性能 - 细粒度锁:为每个资源单独加锁,增加实现复杂度 #### 6. 错误用法对比 ```csharp // 反例1:使用公共对象 public object publicLock = new object(); lock (publicLock) { ... } // 外部代码可能破坏锁定规则 // 反例2:修改锁对象 private object mutableLock = new object(); lock (mutableLock) { mutableLock = new object(); // 导致后续线程锁定不同对象 } ```
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