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多线程下C#如何保证线程安全?

多线程编程相对于单线程会出现一个特有的问题,就是线程安全的问题。所谓的线程安全,就是如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行,而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的,而且其他的变量的值也和预期的是一样的。 线程安全问题都是由全局变量及静态变量引起的。

为了保证多线程情况下,访问静态变量的安全,可以用锁机制来保证,如下所示:

  1         //需要加锁的静态全局变量  2         private static bool _isOK = false;  3         //lock只能锁定一个引用类型变量  4         private static object _lock = new object();  5         static void MLock()  6         {  7             //多线程  8             new System.Threading.Thread(Done).Start();  9             new System.Threading.Thread(Done).Start(); 10             Console.ReadLine(); 11         } 12  13         static void Done() 14         { 15             //lock只能锁定一个引用类型变量 16             lock (_lock) 17             { 18                 if (!_isOK) 19                 { 20                     Console.WriteLine("OK"); 21                     _isOK = true; 22                 } 23             } 24         }  

需要注意的是,Lock只能锁住一个引用类型的对象。另外,除了锁机制外,高版本的C#中加入了async和await方法来保证线程安全,如下所示:

  1 public static class AsynAndAwait  2  {  3         //step 1   4         private static int count = 0;  5         //用async和await保证多线程下静态变量count安全  6         public async static void M1()  7         {  8             //async and await将多个线程进行串行处理  9             //等到await之后的语句执行完成后 10             //才执行本线程的其他语句 11             //step 2 12             await Task.Run(new Action(M2)); 13             Console.WriteLine("Current Thread ID is {0}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 14             //step 6 15             count++; 16             //step 7 17             Console.WriteLine("M1 Step is {0}", count); 18         } 19  20         public static void M2() 21         { 22             Console.WriteLine("Current Thread ID is {0}", System.Threading.Thread.CurrentThread.ManagedThreadId); 23             //step 3 24             System.Threading.Thread.Sleep(3000); 25             //step 4 26             count++; 27             //step 5 28             Console.WriteLine("M2 Step is {0}", count); 29         } 30 } 

在时序图中我们可以知道,共有两个线程进行交互,如下图所示:

多线程下C#如何保证线程安全?

用async和await后,上述代码的执行顺序为下图所示:

多线程下C#如何保证线程安全?

若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作,而无写操作,一般来说,这个全局变量是线程安全的;若有多个线程同时对一个变量执行读写操作,一般都需要考虑线程同步,否则就可能影响线程安全。

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