C#實現(xiàn)單線程異步互斥鎖的示例代碼
前言
C#對異步的支持越來越成熟，async、await簡化了代碼也提高了可讀性，但由于在一段上下文中有了異步操作，意味著這段操作可能會被同時重復(fù)調(diào)用，如果本身沒有被設(shè)計可以重復(fù)調(diào)用的情況下，就很可能會出問題。
一、異步互斥鎖的作用是什么
異步互斥鎖的作用是用于確保存在異步操作的上下文同步互斥?？梢詤⒖糵lutter的插件mutex功能與本文基本一樣。
示例一、創(chuàng)建和銷毀
有創(chuàng)建和銷毀兩個方法，兩個方法中都有異步操作，兩個方法可以單獨調(diào)用，但不可以同時調(diào)用。
單線程中連續(xù)調(diào)用創(chuàng)建和銷毀（不在同一個上下文無法用await），如果沒有互斥限制有可能出現(xiàn)如下的操作：
創(chuàng)建開始->創(chuàng)建異步操作->消息隊列->銷毀開始->銷毀異步操作->消息隊列->銷毀完成->消息隊列->創(chuàng)建完成
加入異步互斥鎖之后
加鎖->創(chuàng)建開始->創(chuàng)建完成->解鎖
加鎖等待->銷毀開始->銷毀完成->解鎖
二、如何實現(xiàn)
由于操作都是在單線程我們直接用標(biāo)識+隊列就可以實現(xiàn)一個互斥鎖。
1、標(biāo)識
（1）標(biāo)識是否鎖住
bool _lock = false;
（2）加鎖
_lock=true;
（3）解鎖
_lock=false;
2、異步通知
通過TaskCompletionSource可以實現(xiàn)異步通知
（1）創(chuàng)建對象
var tcs = new TaskCompletionSource();
（2）返回Task
return tcs.Task;
（3）通知完成
tcs.SetResult();
3、等待隊列
用一個隊列來記錄等待加鎖的請求。
（1）創(chuàng)建隊列
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
（2） 等待加鎖
_queue.Enqueue(tcs);
（3）加鎖成功
_queue.Dequeue().SetResult();
三、完整代碼
/// <summary>
/// 異步鎖，非線程鎖，只能用于單線程異步環(huán)境中。
/// </summary>
class AsyncMutex
{
Queue<TaskCompletionSource> _queue = new Queue<TaskCompletionSource>();
bool _lock = false;
/// <summary>
/// 獲取鎖
/// </summary>
/// <returns>返回Task，await后即進入了鎖</returns>
public Task Acquire()
{
if (_lock)
{
var tcs = new TaskCompletionSource();
_queue.Enqueue(tcs);
return tcs.Task;
}
_lock = true;
return Task.CompletedTask;
}
/// <summary>
/// 嘗試獲取鎖
/// 因為是單線程環(huán)境，重復(fù)調(diào)用需要切換上下文，否則是無法成功的。
/// 比如可以await Task.Delay(30);
/// </summary>
/// <returns>是否成功</returns>
public bool TryAcquire()
{
if (_lock) return false;
return _lock = true;
}
/// <summary>
/// 釋放鎖
/// </summary>
public void Release()
{
if (_queue.Count > 0)
{
_queue.Dequeue().SetResult();
}
else
{
_lock = false;
}
}
}四、使用示例
1、基本用法
直接加鎖
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test()
{
await _mtx.Acquire();
//custom code
_mtx.Release();
}
2、嘗試加鎖
加鎖成功才執(zhí)行操作
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
void test()
{
if (_mtx.TryAcquire())
{
//custom code
_mtx.Release();
}
}
超時等待
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test()
{
//超時等待300ms
bool isLock = false;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
if (isLock = _mtx.TryAcquire()) break;
await Task.Delay(30);
}
if (isLock)
{
//custom code
_mtx.Release();
}
}3、加鎖對比
（1）未加鎖
async void test(int num)
{
Console.WriteLine("enter " + num);
//模擬異步操作
await Task.Delay(10);
Console.WriteLine("exit " + num);
}
//.net 6.0
test(1);
test(2);
test(3);
可能出現(xiàn)的組合，效果預(yù)覽
（2）加鎖
AsyncMutex _mtx = new AsyncMutex();
async void test(int num)
{
await _mtx.Acquire();
Console.WriteLine("enter " + num);
//模擬異步操作
await Task.Delay(10);
Console.WriteLine("exit " + num);
_mtx.Release();
}
//.net 6.0
test(1);
test(2);
test(3);
效果預(yù)覽
總結(jié)
本文簡單的實現(xiàn)了單線程的異步互斥鎖，實現(xiàn)起來相對簡單，但作用還是比較大的。雖然說有些情況的異步是可以在前期設(shè)計上避免同時調(diào)用，比如登錄按鈕點擊后出現(xiàn)蒙板不允許再次點擊，但是對于已存在的代碼出現(xiàn)了同時調(diào)用問題，此時有互斥鎖則可以避免大范圍改動代碼，有效解決問題。
以上就是C#實現(xiàn)單線程異步互斥鎖的示例代碼的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C#單線程異步互斥鎖的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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