C#多线程中使用ReaderWriterLock类实现多用户读/单用户写同步

JerryXia 发表于 , 阅读 (2,624)

使用Monitor或Mutex进行同步控制的问题:由于独占访问模型不允许任何形式的并发访问,这样的效率总是不太高。许多时候,应用程序在访问资源时是进行读操作,写操作相对较少。为解决这一问题,C#提供了System.Threading.ReaderWriterLock类以适应多用户读/单用户写的场景。该类可实现以下功能:如果资源未被写操作锁定,那么任何线程都可对该资源进行读操作锁定,并且对读操作锁数量没有限制,即多个线程可同时对该资源进行读操作锁定,以读取数据。如果资源未被添加任何读或写操作锁,那么一个且仅有一个线程可对该资源添加写操作锁定,以写入数据。简单的讲就是:读操作锁是共享锁,允许多个线程同时读取数据;写操作锁是独占锁,同一时刻,仅允许一个线程进行写操作。

示例代码如下:

using System;
using System.Threading;

namespace ProcessTest
{
    class Program
    {
        //资源
        static int theResource = 0;
        //读、写操作锁
        static ReaderWriterLock rwl = new ReaderWriterLock();

        static void Main(string[] args)
        {
            //分别创建2个读操作线程,2个写操作线程,并启动
            Thread tr0 = new Thread(new ThreadStart(Read));
            Thread tr1 = new Thread(new ThreadStart(Read));
            Thread tr2 = new Thread(new ThreadStart(Write));
            Thread tr3 = new Thread(new ThreadStart(Write));

            tr0.Start();
            tr1.Start();
            tr2.Start();
            tr3.Start();

            //等待线程执行完毕
            tr0.Join();
            tr1.Join();
            tr2.Join();
            tr3.Join();

            System.Console.ReadKey();
        }

        //读数据
        static void Read()
        {
            for (int i = 0; i < 3; i++) { try { //申请读操作锁,如果在1000ms内未获取读操作锁,则放弃 rwl.AcquireReaderLock(1000); Console.WriteLine("开始读取数据,theResource = {0}", theResource); Thread.Sleep(10); Console.WriteLine("读取数据结束,theResource = {0}", theResource); //释放读操作锁 rwl.ReleaseReaderLock(); } catch (ApplicationException) { //获取读操作锁失败的处理 } } } //写数据 static void Write() { for (int i = 0; i < 3; i++) { try { //申请写操作锁,如果在1000ms内未获取写操作锁,则放弃 rwl.AcquireWriterLock(1000); Console.WriteLine("开始写数据,theResource = {0}", theResource); //将theResource加1 theResource++; Thread.Sleep(100); Console.WriteLine("写数据结束,theResource = {0}", theResource); //释放写操作锁 rwl.ReleaseWriterLock(); } catch (ApplicationException) { //获取写操作锁失败 } } } } }

上例中分别创建2个读取线程和2个写入线程,交替进行读、写操作。运行结果如下图:

观察运行结果,我们很容易看出:读操作锁是共享锁,允许多个线程同时读取数据;写操作锁是独占锁,仅允许一个线程进行写操作。

如果一个线程在获取读操作锁后,进行读操作的途中,希望提升锁级别,将其变为写操作锁,可以调用ReaderWriterLock类的UpgradeToWriterLock(int
timeOut)方法,该方法返回一个LockCookie值,该值保存了UpgradeToWriterLock方法调用前线程锁的状态。待写操作完成后,可调用DowngradeFromWriterLock(LockCookie
lockcookie)方法,该方法根据传入的LockCookie参数值,将线程锁恢复到UpgradeToWriterLock方法调用前的状态。具体使用方法,大家可以查看MSDN以获取相关示例。

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