简介
在多线程编程中，线程同步是非常重要的概念。当多个线程同时访问共享资源时，如果没有适当的同步机制，会导致数据不一致或争用的问题。C# 提供了多种线程同步方法，本文将介绍其中一些常用的方法。
互斥锁（Mutex）
互斥锁（Mutex）是一种最基本的线程同步方法。它是一种排他锁，同一时间只允许一个线程访问共享资源。当线程需要访问共享资源时，首先尝试获得互斥锁，如果锁已被其他线程持有，当前线程将被阻塞，直到锁被释放。
通过在 C# 中使用 Mutex 类，我们可以方便地实现线程同步。以下是使用互斥锁的示例代码：
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static Mutex mutex = new Mutex();
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new Thread(DoWork);
thread.Start();
}
Console.ReadLine();
}
static void DoWork()
{
mutex.WaitOne();
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " entering critical section");
// 执行一些需要同步的操作
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " leaving critical section");
mutex.ReleaseMutex();
}
}
在上述代码中，我们创建了一个 Mutex 实例，并在 DoWork 方法中调用了 mutex.WaitOne() 方法来申请锁，并在结束后使用 mutex.ReleaseMutex() 方法释放锁。
信号量（Semaphore）
信号量（Semaphore）是一种更加灵活的线程同步方法。它可以控制多个线程同时访问共享资源的数量。信号量内部维护了一个计数器，当计数器大于 0 时，线程可以获取信号量，访问共享资源，并将计数器减去对应的数量。当计数器为 0 时，线程将会被阻塞，直到计数器重新大于 0。
我们可以使用 Semaphore 类来实现信号量，以下是一个使用信号量的示例代码：
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static Semaphore semaphore = new Semaphore(2, 2); // 允许同时访问的线程数为 2
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new Thread(DoWork);
thread.Start();
}
Console.ReadLine();
}
static void DoWork()
{
semaphore.WaitOne();
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " entering critical section");
// 执行一些需要同步的操作
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " leaving critical section");
semaphore.Release();
}
}
在上述代码中，我们创建了一个 Semaphore 实例，并在 DoWork 方法中调用了 semaphore.WaitOne() 方法来申请信号量，并在结束后使用 semaphore.Release() 方法来释放信号量。
读写锁（ReaderWriterLock）
读写锁（ReaderWriterLock）是一种特殊的线程同步方法，它允许多个线程同时访问共享资源进行读操作，但只允许一个线程进行写操作。这种方法适用于读操作远远频繁于写操作的场景。
我们可以使用 ReaderWriterLock 类来实现读写锁，以下是一个使用读写锁的示例代码：
using System;
using System.Threading;
class Program
{
static ReaderWriterLock rwLock = new ReaderWriterLock();
static void Main(string[] args)
{
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
Thread thread = new Thread(DoReadWork);
thread.Start();
}
Thread writeThread = new Thread(DoWriteWork);
writeThread.Start();
Console.ReadLine();
}
static void DoReadWork()
{
rwLock.AcquireReaderLock(Timeout.Infinite);
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " entering read section");
// 执行一些读操作
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " leaving read section");
rwLock.ReleaseReaderLock();
}
static void DoWriteWork()
{
rwLock.AcquireWriterLock(Timeout.Infinite);
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " entering write section");
// 执行一些写操作
Thread.Sleep(1000);
Console.WriteLine(Thread.CurrentThread.ManagedThreadId + " leaving write section");
rwLock.ReleaseWriterLock();
}
}
在上述代码中，我们创建了一个 ReaderWriterLock 实例，并在 DoReadWork 方法中调用了 rwLock.AcquireReaderLock() 方法来申请读锁，并在结束后使用 rwLock.ReleaseReaderLock() 方法释放读锁。在 DoWriteWork 方法中同样使用了类似的方法申请和释放写锁。
总结
线程同步是多线程编程中的重要概念，它能够确保共享资源的正确访问。C# 提供了多种线程同步方法，包括互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和读写锁（ReaderWriterLock）。在选择使用哪种方法时，需要根据实际场景和需求进行选择。
以上就是关于 C# 线程同步方法的介绍，希望对你有所帮助。如有任何问题，欢迎留言讨论。
参考资料：
