一文帶你了解.Net基于Threading.Mutex實現(xiàn)互斥鎖

更新時間：2021年06月17日 09:31:04 作者：初夏的陽光丶

互斥鎖是一個互斥的同步對象，意味著同一時間有且僅有一個線程可以獲取它。這篇文章主要介紹了一文帶你了解.Net基于Threading.Mutex實現(xiàn)互斥鎖，感興趣的可以了解一下

本文主要講解.Net基于Threading.Mutex實現(xiàn)互斥鎖

基礎(chǔ)互斥鎖實現(xiàn)

基礎(chǔ)概念：和自旋鎖一樣，操作系統(tǒng)提供的互斥鎖內(nèi)部有一個數(shù)值表示鎖是否已經(jīng)被獲取，不同的是當獲取鎖失敗的時候，它不會反復進行重試，而且讓線程進入等待狀態(tài)，并把線程對象添加到鎖關(guān)聯(lián)的隊列中，另一個線程釋放鎖時會檢查隊列中是否有線程對象，如果有則通知操作系統(tǒng)喚醒該線程，因為獲取鎖的線程對象沒有進行運行，即使鎖長時間不釋放也不會消耗CPU資源，但讓線程進入等待狀態(tài)和從等待狀態(tài)喚醒的時間比自旋鎖重試的納秒級時間要長

windows和linux的區(qū)別

在windows系統(tǒng)上互斥鎖通過CreateMuteEx函數(shù)創(chuàng)建，獲取鎖時將調(diào)用WaitForMultipleObjectsEx函數(shù)，釋放鎖將調(diào)用ReleaseMutex函數(shù)，線程進入等待狀態(tài)和喚醒由系統(tǒng)操作
在Linux上互斥鎖對象由NetCore的內(nèi)部接口模擬實現(xiàn)，結(jié)果包含鎖的狀態(tài)值以及等待線程隊列，每個托管線程都會關(guān)聯(lián)一個pthread_mutex_t對象和一個pthread_cond_t對象，這兩個對象友pthread類庫提供，獲取鎖失敗線程會調(diào)價到隊列pthread_cond_wait函數(shù)等待，另一個線程釋放鎖時看到隊列中有線程則調(diào)用pthread_cond_signal函數(shù)喚醒。

基礎(chǔ)互斥鎖代碼實現(xiàn)

 public static class MutexDemo
    {
        private static readonly Mutex _lock = new Mutex(false, null);
        private static int _counterA = 0;
        private static int _counterB = 0;

        public static void IncrementCounters()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterA;
                ++_counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void GetCounters(out int counterA, out int counterB)
        {
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                counterA = _counterA;
                counterB = _counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }


    }

互斥鎖(遞歸鎖)

基礎(chǔ)概念：Mutex提供的鎖可重入，已經(jīng)獲取鎖的線程可以再次執(zhí)行獲取鎖的操作，但釋放鎖的操作也要執(zhí)行對應的相同次數(shù)，可重入的鎖又叫遞歸鎖。

實現(xiàn)原理：遞歸鎖內(nèi)部使用一個計數(shù)器記錄進入次數(shù)，同一個線程每獲取一次就加1，釋放一次就減1，減1后如果計算器為0就執(zhí)行真正的釋放操作。遞歸鎖在單個函數(shù)中使用沒有意義，一般嵌套在多個函數(shù)中

代碼實現(xiàn)

public static class MutexRecursionDemo
    {
        private static Mutex _lock = new Mutex(false, null);
        private static int _counterA = 0;
        private static int _counterB = 0;

        public static void IncrementCountersA()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterA;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void IncrementCountersB()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void IncrementCounters()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                IncrementCountersA();
                IncrementCountersB();
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }


        public static void GetCounters(out int counterA, out int counterB)
        {
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                counterA = _counterA;
                counterB = _counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }
    }

互斥鎖(跨進程使用)

基礎(chǔ)概念：Mutex支持夸進程使用，創(chuàng)建是通過構(gòu)造函數(shù)的第二個參數(shù)name傳入名稱，名稱以Walterlv.Mutex開始時同一個用戶的進程共享擁有此名稱的鎖，如果一個進程中獲取了鎖，那么在釋放該鎖前另一個進程獲取同樣名稱的鎖需要等待，如果進程獲取了鎖，但是在退出之前沒有調(diào)用釋放鎖的方法，那么鎖會被自動釋放，其他當前正在等待鎖的京城會受到AbandonedMuteException異常。

linux實現(xiàn)方式是通過臨時文件的方式實現(xiàn)

實現(xiàn)代碼

public static class MutexDemo
    {
        private static Mutex _lock = new Mutex(false, @"Walterlv.Mutex");
        private static int _counterA = 0;
        private static int _counterB = 0;

        public static void IncrementCounters()
        {
            //獲取鎖
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                ++_counterA;
                ++_counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }

        public static void GetCounters(out int counterA, out int counterB)
        {
            _lock.WaitOne();
            try
            {
                counterA = _counterA;
                counterB = _counterB;
            }
            finally
            {
                //釋放鎖
                _lock.ReleaseMutex();
            }
        }
    }

以上代碼只需要復制一份，在多個程序中啟動,調(diào)用MutexDemo.IncrementCounters()則可以看到效果

到此這篇關(guān)于一文帶你了解.Net基于Threading.Mutex實現(xiàn)互斥鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān).Net 互斥鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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